JP3576281B2 - Seismic isolation device - Google Patents

Seismic isolation device Download PDF

Info

Publication number
JP3576281B2
JP3576281B2 JP19828195A JP19828195A JP3576281B2 JP 3576281 B2 JP3576281 B2 JP 3576281B2 JP 19828195 A JP19828195 A JP 19828195A JP 19828195 A JP19828195 A JP 19828195A JP 3576281 B2 JP3576281 B2 JP 3576281B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seismic isolation
vertical
isolation device
horizontal
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19828195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0941713A (en
Inventor
靖 服部
滋 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP19828195A priority Critical patent/JP3576281B2/en
Publication of JPH0941713A publication Critical patent/JPH0941713A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3576281B2 publication Critical patent/JP3576281B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物を支持すると共に地震に対して構造物の振動を免震により抑制する免震装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より地震による振動に起因して、建屋を始めとした各種設置物などの構造物が破壊することを防止するために、各種の免震装置が提案されている。
従来の一般的な免震装置は図26の一部切断構成図に示すように、掘削した地盤1に施工した基礎2上に構造物3を構築する。
【0003】
この際に構造物3と基礎2との間に水平方向用の免震装置4を複数基介挿して、この免震装置4により構造物を支持すると共に、地震時に免震機能を発揮して構造物3に過大な振動が加わることにより破壊されることを防止する。
また、図27の一部切断構成図は他の免震装置5を示すもので、水平方向の免震装置4は架台6の下部と地盤1上に設けられた基礎2との間に複数基介挿すると共に、上下方向の免震機構7を構造物3と架台6との間に複数基介挿する。
【0004】
さらに、架台6の内側面と構造物3の外側面との間に上下方向に容易に移動し、かつ水平方向を拘束するベアリング8を介挿している。
これにより前記免震機構7は架台6上で構造物3を支持し、さらに、免震装置4は基礎2上で架台6を支持している。これにより免震装置5は、地震時にそれぞれ水平方向及び上下方向に免震機能を発揮して、構造物3が振動により破壊されることを防止する。
【0005】
次に、前記免震装置4,5における各構造の詳細について説明する。
免震装置4は図28の正面図に示すように、水平に設置して水平方向だけに免震機能を発揮するように構成されている。すなわち、基礎2上部に支持台9を固定し、この支持台9と構造物3の下部との間に支持体10を介挿して、この支持体10により構造物3を支持する構造になっている。
【0006】
なお支持体10は、防震ゴムあるいは薄いゴム板などの弾性体11と、鉄板12を相互に重ねて接着した積層体で、水平方向に比較的低い剛性を有し、垂直方向には剛性が十分高くなるようにしてある。
さらに、前記弾性体11の上部と下部には、それぞれ上端板13と下端板14が固着され、上端板13が構造物3の下部に、下端板14は支持台9の上部に固定して構成されている。
【0007】
ここで、水平方向の地震が発生した際には、その地震動によって弾性体11で形成された支持体10が水平方向に変形することにより、地震力を緩和して構造物3に伝達される地震力が低減される。
また、この免震装置4においては、前記したように支持体10の積層ゴムのような弾性体11は、水平方向のみの弾性を有し、垂直方向は剛性が高いので、図27の免震装置5においては、これを横置きとして構造物3の側面に取り付けて、ベアリング8として用いることができる。
【0008】
前記したように免震装置4において、支持体10である弾性体11は、水平方向のみに弾性を有して垂直方向は剛性が高いので、水平方向の地震動に対しては良好な免震機能を発揮するが、上下方向の地震動には免震機能を発揮しない。
このために、直下型地震のように上下方向の揺れが大きな地震動が生じた場合には、構造物3は支持体10を介して基礎2に支持されているため、上下方向の揺れはそのまま、あるいは増幅されて構造物3に伝わり、構造物3や構造物内部の設置物に大きな地震力が作用することがある。
【0009】
この対策として、水平方向と上下方向を免震する3次元免震構造が提案されており、図29〜34に従来の3次元免震を行う免震装置の概要を示す。
図29の正面図に示した免震装置15は、支持体16である積層ゴムなどの弾性体17の垂直方向厚みを、前記図28に示した水平方向に有効な免震装置4における弾性体11の厚みより十分厚くすると共に、弾性体17の層数を少なくして垂直方向にも弾性を有するように構成している。
【0010】
したがって地震が発生した際には、その水平方向及び上下方向に揺れを持つ地震動により、支持体16が水平方向及び上下方向にそれぞれ弾性変形することにより、それぞれ水平方向と上下方向の地震動を吸収して3次元の免震機能を発揮する。
また、上記免震装置5において、この免震装置15を免震機構7として採用することにより、上下方向の地震動を吸収して3次元の免震機能が得られる。
【0011】
図30の正面図に示した免震装置18は、基礎2と構造物3との間に、水平方向及び上下方向に弾性を有する両端が基礎2と構造物3に固着した、金属製のコイルスプリング19で構成している。
このコイルスプリング19は、水平方向及び上下方向にそれぞれ弾性変形することから、水平方向と上下方向の地震動を吸収して3次元の免震機能が得られる。したがって、この免震装置18も上記免震装置5において、免震機構7として用いることにより、上下方向の地震動を吸収して免震機能を発揮する。
【0012】
図31の正面図に示した免震装置20は、基礎2と構造物3との間に、両面が支持部材21で固着されたゴム膜22内に空気、あるいは他の気体を密封した空気ばね23を介挿して、これにより構造物3を支持する構成になっている。
【0013】
この免震装置20では、空気ばね23の水平方向と上下方向の弾性によって、水平方向と上下方向の地震動を吸収して3次元の免震機能が得られる。また、上記免震装置5においては、この免震装置20を免震機構7としても用いることにより、上下方向の地震動を吸収して免震機能を発揮する。
【0014】
図32の正面図に示した免震装置24は、基礎2と構造物3との間に、前記した積層ゴムなどによる支持体10と、その上部に空気ばね23を直列に接続した状態で介挿して構成されている。
この構成によれば、水平方向の免震は主に支持体10で行い、上下方向の免震は主に空気ばね23で行う。したがって、積層ゴムなどの支持体10の水平方向の弾性と、空気ばね23の上下方向の弾性により、水平方向と上下方向の地震動を吸収して3次元の免震機能を発揮する。
【0015】
図33の一部切断正面図に示した免震装置25は、前記積層ゴムなどの支持体10の上に、複数の皿ばね26を積層して取り付けた構成としている。
この構成による作用としては、皿ばね26が皿ばねの孔に挿入された軸方向のみ移動する上部ガイド27および下部ガイド28により、水平方向の動きが拘束され、上下方向のみが容易に変形する。したがって、支持体10の水平方向の弾性と、皿ばね26の上下方向の弾性により、水平方向と上下方向の地震動を吸収して3次元の免震機能を発揮する。
【0016】
図34の正面図に示した免震装置29は、基礎2に固着したすべり板30あるいは転がり板上を、水平方向に自在に移動するボールベアリング31あるいは摩擦板を設けた台車32と、その上部に植立されたガイド軸33に金属性のコイルスプリング34を介挿して、このコイルスプリング34により構造物3を支持している。
さらに前記台車32の周囲には、基礎2に固定した固定具35,35に一端を固着したばね36,36を結合して構成されている。
【0017】
以上の構成により免震装置29では、水平方向の免震は転がり板30上をボールベアリング31を介して台車32が円滑に移動することにより得られると共に、ばね36,36の変位により台車32に水平方向の移動制限と復原力が発生する。
また、上下方向の免震はコイルスプリング34の弾性変形により行うことから、水平方向と上下方向の地震動を吸収して3次元の免震機能を発揮する。しかしながら、上記した図28乃至図34に示した免震装置4,15,18,20,24,25,29においては、いずれも次のような支障があった。
【0018】
図28に示す免震装置4においては、支持体10の弾性体11は水平方向のみに弾性を有し垂直方向は剛性が高いので、水平方向の地震動に対しては良好な免震機能を発揮するが、上下方向の地震動に対しては免震機能を発揮せず、むしろ構造物3の上下方向の揺れを増幅する恐れがある。
【0019】
このために、直下型地震のように上下方向の揺れが大きな地震動が生じた場合に、構造物3は支持体10を介して基礎2に支持されているため、上下方向の揺れがそのまま、あるいは、増幅されて構造物3に伝わり、構造物3や構造物内部に設置された設置物に過大な地震力が作用する恐れがあった。
【0020】
図29に示す免震装置15においては、支持体16である弾性体17が複数の肉厚ゴム層で形成されて上下方向にも柔らかく、構造物3の自重が常に加わっていることから、初期状態では上下方向に大きな圧縮変形が生じる。また、長期的にはクリープ変形を生じて弾性が失われ易い。
【0021】
地震時には上下,水平方向の揺れのエネルギーを吸収するため、弾性体17は水平,上下方向に大きな変形を受ける。さらに、免震装置15により、構造物3は上下方向に柔らかい構造となっているため、構造物3の水平方向の揺れによりロッキング振動が生じる。
【0022】
このロッキング振動から、構造物3の下面両側と基礎2との間には、免震装置15による大きな上下変形が追加される。これらの変形が重なり合うと、弾性体17は過大な変形による力を受けて容易に破断する恐れがある。
【0023】
初期状態の自重による圧縮変形が大きいため、強度設計の観点からは、地震による揺れを吸収する許容変形量は小さくせざるを得ない。したがって、この免震装置15では、吸収できる地震力レベルを小さく設定せざるを得ないことから、大地震時には充分な免震機能を発揮できないばかりか、免震装置が過大な変形により破断し、構造物3が破損する恐れがある。
【0024】
図30に示した免震装置18においては、コイルスプリング19の弾性のみで構造物3の自重を支持しているので、初期状態ではコイルスプリング19には上下方向に大きな圧縮変形が生じている。
このために、コイルスプリング19には前記免震装置15と同様の問題がある。したがって、上下方向変形に関して初期の圧縮状態から、地震による揺れを吸収するコイルスプリング19の材料強度的許容変位量は小さい。
【0025】
また、水平方向に免震するためにコイルスプリング19が水平方向に変形すると、幾何学的な上下方向の変位変動が生じる。これらの変形が重なり合い、コイルスプリング19が破断する恐れがあるばかりか、構造物3に複雑な連成振動を誘発させると、構造物3が破損する恐れがある。
したがって、この免震装置18では許容できる地震力レベルを小さく設定せざるを得ないため、大地震時には十分な免震機能を発揮できなかった。
【0026】
また、図31に示した免震装置20においては、空気ばね23はゴム膜22の変形上の制約によって水平方向及び上下方向に大きな変形が許容されないので、地震時の変形による地震力吸収能力が低く、したがって、大地震時には良好な免震機能を発揮できない。
【0027】
また空気ばね23は、回転に対する剛性が比較的低いので、水平方向及び上下方向の地震動によってねじれが生じたり、構造物3にロッキング振動が発生する恐れがある。
このように、空気ばね23は水平方向及び上下方向に弾性を有するため、前記免震装置15,18と同様に構造物3に複雑な連成振動を誘発して、構造物3を破損させる恐れがあった。
【0028】
図32に示す免震装置24においては、大地震時の揺れによって基礎2と構造物3の間の水平方向の変位が大きくなった場合に、積層ゴムなどの弾性体11で形成される変位吸収能力の大きい支持体10よりも、変形吸収能力が小さい空気ばね23が先に破断する恐れがある。
【0029】
このために、この免震装置24の適用限界は、空気ばね23の変位吸収能力に依存するので、大地震時には十分な免震機能を発揮でき難い。また空気ばね23は、回転に対する剛性が低いので、水平方向及び上下方向の地震動によってねじれが生じたり、構造物3にロッキング振動が発生するなど構造物3に複雑な連成振動を誘発して、構造物を破損させる恐れがあった。
【0030】
図33に示した免震装置25においては、皿ばね26により上下方向に弾性が与えられ、積層ゴムなどの弾性体11で形成される支持体10により水平方向の弾性が与えられている。また、皿ばね26は上部ガイド27と下部ガイド28により、水平方向の動きが拘束されている。
【0031】
したがって、この免震装置25では上下方向に弾性を有しているので、弾性体の種類に関わらず、上記免震装置18,20,24と同様に構造物3の水平方向の揺れにより構造物3にはロッキング振動が生じ、構造物3の下面両側と基礎2との間で免震装置25には、上下地震動による上下方向の変位にこのロッキングによる上下変形が追加される。
【0032】
免震装置25本体の上下地震動による変形と構造物3の自重による変形に、このロッキングによる変形が重なり合うと、皿ばね26には過大な変形状態が発生する可能性があり、皿ばね26が破断する恐れがあった。
【0033】
図34に示した免震装置29においては、上下方向の地震動に対してはコイルスプリング34の弾性によって免震を行う機能であるが、この上下方向の弾性は弾性体の種類に関わらず、上記免震装置18,20,24と同様に構造物3の水平方向の揺れにより構造物3にはロッキング振動が生じる。
【0034】
これにより、構造物3の下面両側と基礎2との間の免震装置29には、上下地震動による上下方向の変位に、このロッキングによる上下変形が追加される。これらの変形が重なり合うとコイルスプリング34には過大な変形による力を受け、破断する恐れがある。
また、このような構成であると複雑な連成振動を生じるため、大地震時には良好な免震機能を発揮できなかった。
【0035】
前記免震装置5についても次のような問題がある。
水平方向用の免震装置4と上下方向用の免震機構7とを分離し、上下方向用の免震機構7による構造物3のロッキング振動や水平方向の変形を抑えるために、架台6の内側面と構造物3の側面との間に上下方向に容易に移動し、かつ水平方向を拘束するベアリング8を介挿している。
【0036】
しかしながら、このベアリング8にガタがある場合には、ガタ振動が励起されたり、構造物3の水平方向の慣性力や回転力により、ベアリング8を支持する架台6が変形するので、構造物3のロッキング振動を十分抑え込むことができない。このために、大地震時には水平方向及び上下方向の3次元における良好な免震機能を発揮できなかった。
【0037】
【発明が解決しようとする課題】
従来の免震装置4では水平方向のみの免震作用しかなく。また免震装置5,15,18,20,24,25,29では、水平方向及び上下方向に免震作用があるが、構造物3の自重により上下方向の免震機構に過大な初期変形が生じたり、水平方向及び上下方向の地震動によって構造物3に、水平方向及び上下方向の振動だけでなく、構造物の垂直軸の回動振動のねじり振動や、水平軸の回動振動のロッキング振動など複雑な振動を発生させる不具合があった。
【0038】
また、上下方向の免震を行う厚肉の積層ゴムで構成された支持体16及びコイルスプリング19と、空気ばね23や皿ばね26は、通常の免震装置の大きさの範囲では吸収できる許容変形量が小さい。
このために、これらの各免震装置は構造物3の自重による過大な初期変形を生じている場合には、上下方向震動を吸収するための変形量が制約されるため、大地震などで大きな変形が発生した場合に、十分な免震作用が得られないという支障があった。
【0039】
さらに、免震効果を高めるためには各種免震装置の弾性を低くして、構造物3の固有振動数を低くする必要があるが、上下方向の免震の場合は弾性を低くすると水平方向の揺れにより、ロッキング振動が励起され易くなり、構造物3が複雑な振動をするために、免震効果が発揮できなくなる。
なお、ロッキング振動を防止するためには、水平方向用の免震装置と上下方向用の免震装置とを架台6をはさんで分離し、架台6内側の側面と構造物3の側面との間に上下方向用のベアリング8を用いる場合がある。
【0040】
しかしながら、ベアリング8のガタや、ベアリング8を支持する架台6と構造物3の水平方向の大きな慣性力や、回転力による変形などにより構造物3のロッキング振動を十分抑制することができないので、大地震時には良好な免震機能を発揮できないという問題があった。
【0041】
本発明の目的とするところは、構造物に発生するねじれ振動やロッキング振動を抑制すると共に、これらの振動による水平方向と上下方向の過大な変形を抑制して水平方向と上下方向の免震効果に優れた免震装置を提供することにある。
【0042】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1記載の発明に係る免震装置は、基礎と構造物との間に介挿して前記構造物を支持し,水平方向及び上下方向に弾性変形する複数の弾性体と、同じく前記基礎と前記構造物との間に介挿して前記構造物を支持すると共に,前記構造物下面の単位面積あたりの減衰容量が前記構造物の下面において内側領域より外周領域で大きくなるように不均等に配置し,水平方向及び上下方向の変位を減衰させる複数の減衰機構とからなることを特徴とする。
【0043】
構造物は水平方向及び上下方向に作用する弾性体で支持されて、地震により励起される震動は弾性体により免震を行なう。また、構造物の下面における単位面積あたりの減衰容量は、内側領域より外周領域でより大きい。
したがって、水平方向及び上下方向に作用する複数の減衰機構を内側領域より外周領域に多く不均等に、あるいは外周領域に減衰容量の大きなものを配置することで、効率的な免震と水平方向の地震によるねじり振動、及びロッキング振動に対しても減衰力を高く、その揺れを良好に抑制する。
【0044】
請求項2記載の発明に係る免震装置は、基礎と構造物との間で,前記基礎に設置された支持体及び第1の減衰機構に取り付けられた複数の架台と、前記各架台と前記構造物との間に配置されて前記構造物の水平方向の動きを規制すると共に上下方向に移動自在に案内する案内機構と、前記各架台上に,当該各架台と前記構造物との間に介挿して前記構造物を支持し,上下方向に弾性変形する複数の弾性体と、同じく当該各架台と前記構造物との間に介挿して前記構造物を支持すると共に,前記構造物下面の単位面積あたりの減衰容量が前記構造物下面において内側領域より外周領域で大きくなるように不均等に配置し上下方向の変位を減衰させる複数の第2の減衰機構とからなることを特徴とする。
【0045】
基礎と第一の架台間の弾性体及び減衰機構で水平方向を、また、第一の架台と構造物の間の弾性体及び減衰機構で上下方向の免震を独立して行う。
さらに、第一の架台と構造物との間に介挿した案内機構により、構造物の水平方向の動きを規制し、上下方向の平行移動のみを円滑にして、ロッキング振動を抑制する。
【0046】
また、構造物の下面において単位面積あたりの減衰容量が内側領域より外周領域にて大きくなるように減衰機構を配置することで、ロッキング振動も効率よく抑制して、良好な3次元的免震性能が発揮できる。
【0060】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例について図面を参照して説明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
第1実施例は請求項1に係り、図1の構成図に示すように免震装置37は、構造物3と基礎2との間に介挿して構造物3を支持し、水平方向及び上下方向に作用する弾性体38と、上下方向及び水平方向に作用する免震機構39とからなる。
【0061】
弾性体38は、例えば厚肉積層ゴム、コイルスプリングなどからなり、これらの各弾性体38に並列して減衰機構39が取り付けられている。このときに減衰機構39を、構造物3の下面の単位面積あたりの減衰容量が、構造物3下面の内側領域より外周領域で、より大きくなるように不均等に配置して構成する。
【0062】
次に、上記構成による作用について説明する。
前記弾性体38により構造物3を弾力的に支持すると共に、減衰機構39を配置することにより、水平方向の地震により励起される構造物3の垂直軸の回動振動、すなわち、ねじり振動及び構造物水平軸の回動振動のロッキング振動に対する減衰力を高めることができるので、地震により構造物3にねじり振動及びロッキング振動が発生しても、その揺れを良好に抑制することができる。
【0063】
このねじり変位やロッキング変位は、構造物3の内周より外周に行くほど大きくなるので、これらの変位が大きくなる構造物3の外周領域に、より多数の減衰機構39、あるいは、より容量の大きい減衰機構39を配置することにり、発生したねじり振動やロッキング振動を効果的に抑制される。
また、構造物3の下面の内側領域に配置された減衰機構39は、ねじり振動やロッキング振動などの揺れに対しては、外周領域に配置した減衰機構39に比べて変位成分が小さいため、その抑制効果は小さい。
【0064】
したがって、ねじり振動やロッキング振動を効率的に抑制するためには、構造物3の下面に取り付けた減衰機構39を、構造物3の下面に単位面積あたりの減衰容量を全領域が均一となるようにするよりも、本発明のように構造物3の下面において内側領域より外周領域にて、より大きくなるように不均等に水平方向及び上下方向に配置する方がよい。
【0065】
図2の模式図によりロッキング振動を抑制する効果について説明する。なお、ここでは原理を理解し易くするために作動を単純化して、構造物3が水平地震動によってロッキング振動している場合を想定し、ロッキング振動成分のみを取り出して説明する。
【0066】
図2に点線で示す構造物は、地震力により実線のように0を中心として回転する。この回転角θは正弦振動しているとするとθ=θsin ωt となる。ただし、θは回転角振幅、ωは角速度、tは時刻を表す。
また、各減衰機構39の設置場所A〜Eにおける減衰機構39の減衰係数を、それぞれC,C,Cとし、その減衰力は相対速度に比例するとする。中央0から各設置場所A〜Eの減衰機構39の距離lをそれぞれ0,1/2,1とする。この時にロッキングによる回転減衰力Fは次の式(1) の通りとなる。
【0067】
=(C×l/2+2C×l)×(θω×cos ωt )…(1)
【0068】
構造物3に取り付けられた5つの減衰機構39の全体の減衰定数(容量)を10とし、各減衰機構39の容量を2づつの均等配置とした場合の回転減衰力Fc1は次の式(2) の通りである。
【0069】
c1=5×l×(θω×cos ωt )…(2)
【0070】
また、減衰機構39による構造物3の下面の単位面積あたりの減衰容量が、構造物3下面の内側領域より外周領域にて、より大きくなるように不均等する例として、C=0、C=1、C=4とする。
この場合の回転減衰力Fc2は次の式(3) の通りである。なお、全体の減衰容量は均等配置の場合と同じとする。
【0071】
c2=8.5 ×l×(θω×cos ωt )…(3)
【0072】
このときに上記より上下方向並進の減衰定数は、どの配置でも同じ10であるが、回転減衰力は減衰機構39を本第1実施例のように減衰容量を外周側で大きい不均一配置とすると、均一配置とした場合に比べて、Fc2/Fc1=1.7 倍に大きくなる。したがって、減衰容量を外周側で大きくした不均一配置にすることにより、構造物3のロッキング振動をより効率的に抑制ができる。
【0073】
このように減衰機構39を本第1実施例のような配置にすると、上記に説明したロッキング振動だけでなく、水平方向のねじり振動に対しても同様の原理にて抑制効果は有効に作用する。
なお、本第1実施例では構造物3の外周側の単位面積あたりの減衰容量を大きくするために、各減衰機構39の1体の減衰容量を変えたが、各場所に取り付けられた減衰機構39の数を増減しても同様の効果が得られる。
【0074】
以上のことから、減衰機構39を基礎2と構造物3との間に適宜配置することにより、水平方向の地震により励起される構造物3の水平面に対する垂直軸回りの回転振動であるねじり振動が減衰できる。
また、構造物3の水平軸回りの回転振動、すなわちロッキング振動に対する減衰力を、減衰容量を均等配置にした場合に比べて、より大きくすることができるので、構造物3のねじり振動及びロッキング振動など複雑な振動を効果的に抑制して、上下方向及び水平方向で良好な3次元の免震効果が得られる。
【0075】
第2実施例は請求項2に係り、図3の構成図と図4の一部切断拡大正面図に示すように、免震装置40は基礎2と平板状の架台6との間に水平方向に作用する支持体10及び減衰機構41を配置する。この支持体10は積層ゴムなどを、減衰機構41は弾塑性ダンパーとして鋼棒ダンパーなどを使用する。
【0076】
また架台6と構造物3との間には、上下方向に作用する弾性体38としてコイルスプリングなどを設置して構造物3を支持する。さらに、架台6の側面と構造物支持壁42の側面との間に案内機構43を介挿する。
この案内機構43は構造物3の水平方向の動きを規制し、上下方向に移動自在に案内するが、案内機構43は積層ゴムを横置きに使用する。さらに、架台6と構造物3との間には上下方向に作用する減衰機構44を設置して構成する。
【0077】
なお、減衰機構44にはオイルダンパーや弾塑性ダンパーなどを用い、構造物3のロッキング振動に対する抑制効果を高めるために、両脇の減衰機構44の減衰容量を大きく選定する。
この免震装置40は単体でも使用されるが、大型の構造物3の免震を行うためには、図4に示すように構造物3の下部に複数設置することにより、優れた免震効果を得ることができる。
【0078】
なお、この場合に構造物3のロッキング振動に対する抑制効果を高めるために、各免震装置40の上下方向用減衰機構44は、構造物3の下面の単位面積あたりの減衰容量を構造物下面の内側領域より外周領域で、より大きくなるように不均等に配置する。
【0079】
同じく、構造物3のねじり振動に対する抑制効果を高めるための水平方向用減衰機構41は、構造物3の下面における単位面積あたりの減衰容量を構造物3の下面で内側領域より外周領域にて、より大きくなるように不均等に配置する。これにより構造物3は、さらに良好な免震効果が得られる。
【0080】
第3実施例は請求項2に係り、上記第2実施例の変形例で図5の一部切断構成図に示すように、免震装置45は、基礎2と両側に壁のある架台6との間に水平方向に作用する支柱体10、及び減衰機構41を配置する。この支柱体10は積層ゴム、及び減衰機構41は弾塑性ダンパーとして鋼棒ダンパーなどが用いられる。
また、架台6と構造物3との間には上下方向に作用する弾性体38を介挿して構造物3を支持する。さらに、架台6の側面壁と構造物3の両側壁面との間に案内機構43を介挿する。
【0081】
この案内機構43は構造物3の水平方向の動きを規制し、上下方向に移動自在に案内するが、案内機構43は積層ゴムを横置きにしたものなどを用いることができる。
さらに、架台6と構造物3との間には、前記弾性体38と併設して上下方向に作用する減衰機構44を設置する。なお、この減衰機構44はオイルダンパーや弾塑性ダンパーなどが用いられる。
【0082】
また、減衰機構44は構造物3のロッキング振動に対する抑制効果を高めるために、構造物3の下面の単位面積あたりの減衰容量が構造物3の下面で、内側領域より外周領域にて、より大きくなるように不均一に配置して構成する。
【0083】
上記構成による作用として、大地震時には基礎2上に配置された水平方向に作用する支持体10及び減衰機構41により、架台6に伝わる水平地震力が減少するので、ロッキング振動を励起する構造物3の水平方向振動が減少する。
また、水平方向用の減衰機構41を構造物3の下面における単位面積あたりの減衰容量が構造物3の下面で内側領域より、外周領域にてより大きくなるように不均等に配置しているので、ねじりに対する回転減衰力が大きくなり、構造物3のねじり振動に対する抑制効果が高く得られる。
【0084】
さらに、架台6と構造物3との間に介挿された案内機構43は、架台6と構造物3との水平方向の相対変位を拘束すると共に、上下方向の動きを円滑にする。また、架台6上に配置された上下方向に作用する弾性体38と減衰機構44は、架台6を介して構造物3に伝わる上下方向の地震力を減少させる。
【0085】
この減衰機構44は、構造物3の下面においては単位面積あたりの減衰容量が構造物3の下面で内側領域より外周領域にて、より大きくなるように不均等に配置されているので、減衰機構44を均等に配置した場合より、ロッキング振動に対する減衰効率を高めて、ロッキング振動や複雑な連成振動を効率よく抑制する。
【0086】
したがって、大地震時の構造物3に対する水平方向と上下方向の動き、及びロッキング振動などの連成振動を最小限に抑えて、構造物3のロッキング振動とねじり振動に対する減衰力を高めることができるので、それぞれの振動を効率よく抑制して良好な3次元免震性能を発揮する。
【0087】
第4実施例において、図6の一部切断構成図に示すように免震装置46は、基礎2と浮体収容室47の下部との間に水平方向に作用する支持体10、及び減衰機構41を配置する。なお、この支持体10は積層ゴム、減衰機構41は弾塑性ダンパーとして鋼棒ダンパーなどが用いる。
【0088】
前記浮体収容室47は、免震対象となる構造物3を内部に収容し、構造物3と間のには水などの液体48を満し、液体48によって構造物3には浮力が作用する。また、構造物3の下部と浮体収容室47との間には上下方向に作用する弾性体38、及び減衰機構44を介挿して、構造物3を上下方向に支持すると共に上下方向の免震を行なう。
【0089】
構造物3の側面と浮体収容室47の側面との間には案内機構43を介挿し、構造物3の水平方向の動きを規制して上下方向に移動自在に案内する。なお、弾性体38にはコイルスプリングを、減衰機構44はオイルダンパーや弾塑性ダンパーが、また案内機構43は積層ゴムやシアキー構造などを用いる。
【0090】
さらに減衰機構41,44は、それぞれ構造物3のロッキング振動及び浮体収容室47のねじり振動に対する減衰抑制効果を高めるために、構造物3の下面、及び浮体収容室47の下面で単位面積あたりの減衰容量が構造物3の下面の内側領域より外周領域にて、より大きくなるように不均一に配置して構成する。
【0091】
上記構成による作用として、大地震時には、基礎2上に配置された水平方向に作用する支持体10及び減衰機構41により、浮体収容室47に伝わる水平地震力が抑制されるので、構造物3のロッキング振動を励起する構造物3の水平方向振動が減少する。
【0092】
また、水平方向用の減衰機構41を浮体収容室47の下面における単位面積あたりの減衰容量が浮体収容室47の下面で内側領域より外周領域にて、より大きくなるように不均等に配置しているので、ねじりに対する回転減衰力が大きくなり、構造物3のねじり振動に対する抑制効果が高まる。
【0093】
さらに、浮体収容室47と構造物3の側面との間に介挿された案内機構43により、浮体収容室47と構造物3との水平方向の相対変位を拘束し、上下方向の動きを円滑にする。また、浮体収容室47上に配置された上下方向に作用する弾性体38と減衰機構44により、構造物3に伝わる上下方向の地震力が減少する。
【0094】
この減衰機構44は、構造物3の下面においては単位面積あたりの減衰容量が構造物3の下面で内側領域より外周領域にて、より大きくなるように不均等に配置されているので、減衰機構44を均等に配置した場合よりロッキング振動に対する減衰効率を高め、ロッキング振動や複雑な連成振動が効率よく抑制される。
【0095】
さらに、構造物3を浮体収容室47内にて液体48中に浮かばせたことにより、構造物3の自重の一部を浮力に分担させることができるので、構造物3の下部に設置された上下方向に作用する弾性体38には初期負荷が加わらず、許容される変形量に余裕がでてくるため、より大きな地震動に対しても免震効果を発揮できるようになる。
【0096】
例えば、上下方向の免震効果を大きくするためには、弾性体38を柔らかくすることにより構造物3の固有振動数を1〜 1.5Hz程度にする必要がある。この場合に、構造物3の自重により初期の沈み込み変位は1Hzで約0.25m、 1.5Hzで約0.11mとなり、弾性体38にとっては過大な初期負荷となる。
【0097】
しかしながら、本第3実施例では、この構造物3の自重による初期負荷を液体48の浮力に負担させることから、上下方向に作用する弾性体38には地震による変動荷重のみしか作用しなくなるので、弾性体38はより大きな地震動にまで対応できるようになると共に、強度的にも余裕が増して安全性が向上する。
また、構造物3が地震時に液体48中を上下方向に移動する時に、構造物3には流体減衰力が作用するので、上下方向の振動抑制効果がさらに向上し、これにより、構造物3は良好な3次元的免震が得られる。
【0098】
第5実施例において、図7の一部切断構成図に示すように、免震装置49は基礎2と側面壁を備えた第一の架台50との間に水平方向に作用する支持体10及び減衰機構41を配置する。なお、支持体10は積層ゴムなどで、減衰機構41は弾塑性ダンパーとして鋼棒などを用いる。
また、前記第一の架台50の側面上部の対向する両端に固定して、滑車51を介して連続した複数のばね線材52を吊り下げるが、このばね線材52は図示しない連結金具を介して十分に長いひと続きとなったばね線材52でもよい。
【0099】
また、このばね線材52上に少なくとも両端に2つ以上の滑車53を介して、第二の架台54を支持させると共に、この第二の架台54上には構造物3を設置する。さらに、前記第一の架台50の側壁と第二の架台54のとの間に、上下方向のみに移動を許し水平方向の動きを拘束する案内機構43を介挿して構成する。
【0100】
上記構成によれば、構造物3を設置した第二の架台54の滑車53間に張られた、ばね線材52の水平方向の伸縮により、第二の架台54は上下方向に変位して弾性を有するようになる。
また、前記第一の架台50の側壁と第二の架台54間に介挿された水平方向の相対的な動きを拘束する案内機構43は、第二の架台54の上下方向の動きをスムーズにしている。
【0101】
したがって、第二の架台54上に搭載した構造物3には、水平方向と上下方向の免震をそれぞれ独立して行わせることにより、良好な3次元的免震性能が得られる。
すなわち、基礎2上に配置された水平方向に作用する支持体10により、構造物3に伝わる水平方向の地震力を減少させ、第一の架台50に固定したばね線材52が伸縮する弾性変形により第二の架台54に伝わる上下方向の地震力を吸収する。
【0102】
さらに、第一の架台50と第二の架台54との間に介挿された案内機構43によって第二の架台54及び構造物3の上下方向の動きを円滑にすると共に、第一の架台50と第二の架台54との間の水平方向の相対的な動きを規制する。
ばね線材52は第二の架台54の下部で水平方向に引っ張り力が作用し、それを滑車51,53にて上下方向の力に変換している。この構造は、ばね線材52の変形に対して強度的に最も適している引っ張り状態にて使用できる。
【0103】
また、第二の架台54及びその上に積載されている構造物3の自重の力に対しても、ばね線材52の変形を十分大きくとることができるので、上下方向の弾性を小さく設定することができ、構造物3の固有振動数を低くできるので、前記の圧縮方向で使用している弾性体38に比べて、より大きな上下方向の免震効果が得られる。
【0104】
図8の一部切断構成図は第5実施例の第1の変形例を示し、さらに上下方向の減衰力を得るために、ばね線材52と並列にばね線材52の伸縮方向に作用する減衰機構44aを設けた構成としている。
【0105】
また、図9の要部切断構成図は第5実施例の第2の変形例を示したもので、ばね線材52の一端を第一の架台50の中央に固定し、第一の架台50に取り付けた滑車51,51を介して他端を第二の架台54に固定して、第二の架台54を吊り下げる構成である。
これにより、第二の架台54に上下方向の弾性を与えているので、ばね線材52の動きは第二の架台54の上下の動きに対しては、ばねの伸縮だけとなる。したがって、良好な3次元的免震性能が発揮できる。
【0106】
第6実施例において、図10の一部切断構成図に示すように免震装置55は、地盤1を堀削したピット56の開口上部に渡した上部架台57からワイヤ58により中間架台59を吊り下げる。さらに、この中間架台59の下面には上下免震用のばね60により構造物3を吊り下げて構成する。
【0107】
上記構成による作用は、構造物3をワイヤ58で中間架台59に吊り下げることにより振り子構造となっている。したがって、このワイヤ58の長さを調節することにより、上部架台57での地震応答の卓越振動数成分に比べて、振り子の振動数を低く設定することにより、上部架台57における水平方向地震応答と比較して、構造物3での水平方向加速度応答を低減することができる。
【0108】
また、上下方向の地震応答については、上部架台57と中間架台59とはほとんど同じ動きをするが、中間架台59の下面と構造物3の間は、上下免震用のばね60により構造物3の上下方向加速度応答を低減することができる。
【0109】
第7実施例は第6実施例の変形例で、図11の一部切断構成図に示すように免震装置61は、ピット56の開口上部に渡した上部架台57からワイヤ58により中間架台59を吊り下げる。このときに構造物3は上下免震用のばね62を介して中間架台59の上に設置して構成されている。
【0110】
上記構成による作用は、前記第6実施例と同様に中間架台59が振り子構造となっているため、水平方向に対する免震効果を有する。特に、免震効果を大きくするためにはワイヤ58を長くする必要がある。
【0111】
なお、振り子作用のための上下方向空間が大きく得られない場合にも、構造物3を中間架台59の上に設置することにより、前記第6実施例に比べて上下方向空間を有効に使用することができる。
また、中間架台59上面と構造物3との間に挿入した上下免震用のばね62により、構造物3の上下方向加速度の応答が低減できる。
【0112】
第8実施例は第6実施例の他の変形例で、図12の一部切断構成図に示す免震装置63は、上部架台64の中央に左右に同じ剛性を持つばね65を水平に取り付けると共に、それぞれのばね65の一端にワイヤ58を接続する。
【0113】
この水平方向に移動可能なワイヤ58の他端は、上部架台64に取り付けた滑車66を介してピット56内の中間架台59に固定して、構造部3を設置した中間架台59を吊り下げる。さらに、ピット56内では前記中間架台59と構造物3の一部、もしくは全部が液体48中に沈められて構成している。
【0114】
上記構成による作用としては、免震装置63は上記第6実施例と同じように振り子構造となっているため、水平方向に対する免震効果を持つ。
また上下方向については、上部架台64の中央からそれぞれ左右に取り付けられた同じ剛性を持つばね65が働き、上部架台64における上下方向の振動は、このばね65にて免震されて構造物3に入力される。
【0115】
さらに、中間架台59と構造物3の一部、もしくは全部が液体48中にあることから、中間架台59及び構造物3に浮力が発生して、常時ばね65やワイヤ58に加わる中間架台59と構造物3の自重による引っ張り荷重が低減される。
また、中間架台59と構造物3は液体48中で振動するために、付加質量効果により動的な中間架台59と構造物3の見掛け質量は増加する。このために、同一条件であれば空間中での場合に比べて振動数を低くすることができることから、短いワイヤ58長で同一の固有振動数を実現することができる効果がある。
【0116】
第9実施例において、図13の構成図に示す免震装置67は、基礎2と構造物3の間に介挿して、両端が基礎2と構造物3に取り付けられた剛性K0 を持つばね68と、その両側に静止時に下端は基礎2に接触する。
また、上端は構造物3とギャップδを有して配置された剛性K1 を持つばね69,70を設置し、このセットを基礎2と構造物3の間に構造物3の自重を均等に受けられるように適宜複数設置して構成する。
【0117】
上記構成による作用について説明する。図14の特性曲線図は、前記免震装置67における各ばね68〜70の組み合わせによる荷重と変位の特性を示したもので、これらのばねの組み合わせを1つのセットとする。
基礎2と構造物3の間に設置した剛性Kを持つばね68は、下側にギャップδ以内では上下免震ばねとして働く。したがって、構造物3がロッキングを起こすと、両端では大きな上下方向変位が発生して、下側のギャップδを越える可能性がでてくる。
【0118】
ここで、ロッキングにより構造物3の一端で下側に変位が発生したと想定すると、ギャップδを越えて剛性Kを持つばね68が圧縮を受けると、その両側にある剛性Kを持つ上下ばね69,70もばねとして働き始める。これらのばね68〜70の組み合わせによりK+2Kの剛性を持つことになる。
これはギャップδ以内のときの剛性Kに比べて硬くなるため、同じ荷重に比べて変位量は小さくなる。すなわち、この点における構造物3のロッキングによる沈み込みは制限を受けることになる。
【0119】
また、ロッキングのみならず、大きな地震の入力のために、これらばねの69,70でギャップδを越えて沈み込みが起こった場合にも、ギャップδ以内での剛性Kに比べてK+2Kという大きな剛性になる。これにより、より大きな沈み込みを制限することになる。
【0120】
ギャップδを、構造物3側の要求あるいは剛性Kを持つばね68の応力上の要求のうち、小さい方に若干の余裕を持たせて設定すれば、ギャップδを僅かに越える程度で沈み込みは制限されるので、構造物3側の要求及びばね68の応力上の要求は満足されることになる。
【0121】
第10実施例は上記第9実施例の変形例で、図15の構成図に示す免震装置71は、基礎2と構造物3の間に両端が基礎2と構造物3に取り付けられた剛性K0 を持つばね68を設ける。
さらに、静止時に下端は基礎2に接触して上端は構造物3と上下両方向にギャップδのストッパー72を介してばね68に近接して配置された剛性2K1 をもつばね73を設置し、このセットを基礎2と構造物3の間に構造物3の自重を均等に受けられるように適宜複数設置して構成する。
【0122】
次に上記構成による作用について説明する。図16の特性曲線図は、前記免震装置71における各ばね68,70とストッパー72との組み合わせを、1つのセットとして荷重と変位の特性を示す。
【0123】
上記第9実施例と同様に、基礎2と構造物3の間に設置した剛性Kを持つばね68は、ギャップδ以内では上下方向の免震ばねとして働く。ただし、本第10実施例におけるギャップδは、剛性Kを持つばね68とセットして配置された上下方向にそれぞれギャップδを持つストッパー72のばね73の影響を受ける。
これにより、下側にギャップδを持つだけではなく上側にもギャップδを持つている。
【0124】
図17の一部切断拡大構成図に各ばね68,73とストッパー72の組み合わせの詳細を示す。構造物3が静止した状態では、剛性2Kを持つばね73の上部先端は、ストッパー72内で構造物3の下面に取り付けられた架台74の中間点に位置して、上下のいづれにも接触していない。
【0125】
このときストッパー72において、ばね73の上部先端と構造物3の下面、及び架台74の先端までの距離はギャップδに設定されている。構造物3が上下方向に±δの範囲内で振動するときは、ストッパー72と構造物3及び架台74の先端で接触は起こらず、したがって、このばね73は働かない。
【0126】
ここで構造物3が上下方向に±δ以上の変位を起こすと、ストッパー72は構造物3または架台74の先端で接触し、このばね73が働き始める。このとき2つのばね68,73で形成されるこれらのセットの剛性はK+2Kになる。
また、構造物3がロッキングを起こすと、その両端では大きな上下方向変位が発生し、ギャップδを越える可能性がでてくる。ここで、ロッキングにより構造物3の一端で下側に変位が発生したと想定とする。この時は当然のことながら、構造物3のもう一端は上側に変位が発生する。
【0127】
下側、上側が共にギャップδ内のときは、剛性がKのばね68による免震機能が働きく。次に下側のみがギャップδを越えて沈み込むと、この点でK+2Kのばね剛性となり、この沈み込みを制限することになる。
また、上側のみがギャップδを越えて浮き上がると、この点でK+2Kのばね剛性となり、浮き上がりが制限される。
【0128】
さらに、下側がギャップδを越えて沈み込み、かつ上側がギャップδを越えて浮き上がると、両点でK+2Kのばね剛性となり、沈み込み及び浮き上がりが制限されることになる。このときには、ギャップδ以内のときの剛性Kに比べて硬くなるため、同じ荷重に比べて変位量は小さくなる。
すなわち、構造物3のロッキングによる沈み込み、または浮き上がりは制限を受けることになる。
【0129】
また、ロッキングのみならず、大きな地震入力のためにこれらの複数のばねのセットで、ギャップδを越えて沈み込み、または浮き上がりが起こった場合にも、ギャップδ以内での剛性Kに比べて、K+2Kという大きな剛性になるために、これらの点でより大きな沈み込み、または浮き上がりを制限する。
【0130】
したがって、ギャップδを構造物3側の要求、あるいは剛性Kを持つばね68の応力上の要求のうちで、小さい方に若干の余裕を持たせて設定すれば、ギャップδを僅かに越える程度での沈み込み、または浮き上がりが制限されるので、構造物3側の要求及び剛性Kを持つばね68の応力上の要求は満足される。
【0131】
第11実施例において、図18の構成図に示す免震装置75は、基礎2と構造物3の間に、両端が基礎2と構造物3に取り付けられた剛性K0 を持つばね68と、静止時に引っ張り荷重を受けるように設定した剛性K1 を持つばね69をストッパー72aと共に設置し、このセットを基礎2と構造物3の間に構造物3の自重を均等に受けられるように適宜複数設置して構成する。
【0132】
上記構成による作用について説明する。図19の一部切断拡大構成図は前記各ばね68,69とストッパー72aとの組み合わせた1つのセットの詳細を示す。ばね69の両端にはそれぞれプレート76,77が取り付けてあり、基礎2から取り付けられた架台78が中間部に設けたプレート79,80のそれぞれ外側で接触している。
【0133】
また、このプレート79,80の距離は、ばね69の無負荷時の長さよりも大きくすることにより、静止時にばね69には引っ張り荷重Fが働いている。構造物3には鉛直方向に中央部と先端との2カ所に突起81,82を持つ柱83が取り付けられていて、この突起81は前記プレート76の下側に、また、突起82は前記プレート77の上側と接触して構成されている。
【0134】
このように構成されたばね68,69とストッパー72aの組み合わせによる荷重と変位を図20の特性曲線図に示す。例えば上下方向の地震入力により、構造物3が基礎2に対して相対的に上に移動する場合を想定する。
上下方向の地震入力が小さい場合で、ばね69を引っ張る力がF以下のときは、ばね69の長さは変化せず、構造物3と基礎2の距離は静止時と変わらない。
【0135】
しかし、地震入力が大きくなり、ばね69を引っ張る力がFを越えると、ばね69の引っ張り力を上回るために、突起81はプレート76を引き上げるので、ばね69は機能するようになる。
このときの、ばね68,69の組み合わせによる剛性はK+Kとなる。構造物3が基礎2に対して相対的に下に移動する場合も同様で、ばね69の引っ張り力Fを越えるまでは、ばねとして働かず、Fを越えるとK+Kの剛性を持つばねとして働く。
【0136】
したがって、地震入力が小さい場合には免震のばね68が働かず、地震入力が大きい場合にのみばね68が働いて効率的な免震性能を発揮する。すなわち、小さな地震入力に対して免震装置75が働くと、構造物3の応答加速度は入力加速度に対して小さくなるものの、もともと小さいために、それほど低減されない。
【0137】
一方、変位は免震装置75が働くことによって増幅され、加速度がそれほど低減されないのであれば、変位が増幅するデメリットのみが問題となる。そこで、応答が設定変位を越えないような小さな地震入力時には、免震装置75の免震機能を働かせなようにすることにより、効率的な免震効果が発揮できる。
【0138】
第12実施例において、図21の一部切断構成図に示すように免震装置84は、構造物3の下面から先端が平板85に連なった支柱86を張り出し、この平板85を囲むように基礎2に固定された架台87を配置する。
【0139】
さらに、基礎2と平板85の間と平板85と架台87の間、また、架台87と構造物3の下面の間にばね剛性Kを持つばね88を、それぞれ1つまたは複数挿入して構成する。
なお、このばね88の種類としては、コイルばねや皿ばねなどの金属ばねを始めとして、空気ばね、ゴムブロックなどがあり、変位と荷重特性が制御可能で、ばねとしての特性を持つものであればよい。
【0140】
上記構成による作用としては、構造物3が例えば下側にδだけ動く場合に、基礎2と平板85の間に置かれたばね剛性Kを持つn個のばね88は圧縮を受けて、その反力として1個当たりKδの力で構造物3を押し上げようとする。
また、平板85と架台87の間に置かれたばね剛性Kを持つp個のばね88は、引っ張りを受けて、その反力として1個当たりKδの力で構造物3を押し上げようとする。
【0141】
さらに、架台87と構造物3の下面の間に置かれたばね剛性Kを持つq個のばね88は、圧縮を受けてその反力として1個当たりKδの力で構造物3を押し上げようとする。すなわち、(n+p+q)個の剛性Kを持つばね88が、構造物3と基礎2の間に1層で並列に入っているのと同じ作用をする。
【0142】
この並列のばね88を上下方向に多層に配置することにより、1層で並列のばね88を配置する場合に比べて、上下方向の免震ばねを配置する面積を小さくすることが可能となる。
また、上下方向の免震ばねを多層構造にしたものをユニット化することにより、ユニット数を大幅に減少することができ、各ユニットを設置するときの上下方向の位置合わせ作業が容易となり作業性が向上する。
【0143】
第13実施例は第12実施例の変形例で、図22の一部切断構成図に示す免震装置89は、構造物3の下面から中間部及び先端が複数の平板90に連なった支柱91を張り出し、この複数の平板90を囲む構造を持ち、かつ基礎2に固定された架台92を配置する。
基礎2と平板90の間、及び平板90と架台92の間、さらに平板90と構造物3の下面の間に、ばね剛性Kを持つばね88をそれぞれ1つ、または複数挿入して構成する。
【0144】
上記構成による作用としては、構造物3が例えば下側にδだけ動く場合に、基礎2と先端の平板90の間に置かれたばね剛性Kを持つn個のばね88は圧縮を受け、その反力として1個当たりKδの力で構造物3を押し上げようとする。
また、先端の平板90と下端の架台92の間に置かれたばね剛性Kを持つp個のばね88は引っ張りを受け、その反力として1個当たりKδの力で構造物3を押し上げようとする。
【0145】
同様に、下端の架台92と中間の平板90の間で圧縮を受けるばね剛性Kを持つq個のばね88、及び中間の平板90と上部の架台92の間で引っ張りを受けるばね剛性Kを持つr個のばね88、上部架台92と構造物3の下面の間で圧縮を受けるばね剛性Kを持つs個のばね88は、それぞれ1個当たりKδの力で構造物3を押し上げようとする。
【0146】
すなわち、(n+p+q+r+s)個のばね剛性Kを持つばね88が構造物3と基礎2の間に1層で並列に入っているのと同じ作用をする。なお、並列のばね88を上下方向に多層に配置することにより、1層で並列のばね88を配置する場合に比べて、上下免震用のばね88を配置する面積を小さくすることが可能となる。
【0147】
また、上下免震用のばね88を多層構造にしたものをユニット化することにより、ユニット数を大幅に減らすことができ、各ユニットを設置するときの上下方向の位置合わせが容易で、作業効率が向上する。
【0148】
第14実施例は第12実施例の変形例で、図23の一部切断構成図に示す免震装置93は、構造物3の下面から複数に分岐した鉛直平板94を張り出し、この鉛直平板94の中央部及び外側に、鉛直に基礎2に固定された架台95を設置する。
鉛直平板94と架台95の間には、積層ゴムなどの支持体10を横置きにして、それぞれ1つまたは複数個を上下方向に挿入して構成する。
【0149】
上記構成による作用は、構造物3が例えば下側にδだけ動く場合に、複数の鉛直平板94と基礎2に固定された架台95の間に配置されたばね剛性K(δ)を持つ全ての支持体10には、K(δ)×δの荷重が加わっていることになる。
【0150】
ここで、剛性K(δ)は、支持体10の荷重と変位の曲線が必ずしも一定の傾きを持つ1本の直線ではなく、変位依存性を明示する。このときに支持体10は、1個当たりK(δ)×δで構造物を押し上げようとする。これにより、上下方向に多層構造にして入れてある各支持体10は、全て並列ばねとして作用することになる。
【0151】
このように、支持体10を上下方向に多層に配置することにより、1層で支持体10を配置する場合に比べて、支持体10を配置する面積を小さくすることが可能となる。
また、支持体10を多層構造にしたものをユニット化することにより、ユニット数を大幅に減らすことができ、各ユニットを設置するときの上下方向の位置合わせが容易で作業効率が向上する。
【0152】
第15実施例において、図24の構成断面図に示す免震装置96は、構造物3の両側で下部端97,98に相対的に同一の動きをするピストン99, 100を取り付けると共に、これらを内蔵したシリンダー 101, 102を基礎2に設置する。
【0153】
また、前記シリンダー 101のシリンダーヘッド側空間 103と別のシリンダー 102のシリンダーヘッド反対側空間 104、及び前記シリンダー 101のシリンダーヘッド反対側空間 105と別のシリンダー 102のシリンダーヘッド空間 106とを、それぞれパイプ 107, 108で接続して、内部に非圧縮性に近い液体 109を封入して構成する。
【0154】
上記構成による作用は、構造物3がロッキング振動を起こそうとして両下部端97,98での上下方向変位に違いが発生すると、これに伴いピストン99とピストン 100の上下方向位置が変化する。
【0155】
例えば構造物3が左に回動した場合は、下部端97のピストン99の位置は、下部端98のピストン 100の位置に比べて相対的に下方になる。このときに下部端97のシリンダー 101のシリンダーヘッド側空間 103と、下部端98のシリンダー 102のシリンダーヘッド反対側空間 104、及びこれらを結ぶパイプ 107に含まれるされる。
【0156】
この圧縮された液体 109により、下部端97のピストン99には上方に、また下部端98のピストン 100には下方に動かそうとする力が働く。これと同時に下部端97のシリンダーヘッド反対側空間 105と下部端98のシリンダーヘッド側空間 106、及びこれらを結ぶパイプ 108に含まれる液体 109は膨脹される。
【0157】
この膨脹された液体 109により、下部端97のピストン99は上方に、下部端98のピストン 100には下方に動かそうとする力が働く。
したがって、下方に変位していたピストン99は上方に動き、一方、上方に変位していたピストン 100は下方に変位して同一変位において安定する。このために、ピストン99, 100に直結されている構造物3の両端の上下方向変位は同じになり、ロッキング振動が防止される。
【0158】
第16実施例において、図25の構成図に示す免震装置 110は、左側リンク 111と右側リンク 112の2本のリンクを、それぞれの中央で回動自由に支持して基礎2に設置すると共に、この2本のリンク 111, 112は互いに中央側の一端で連結している。
【0159】
この中央側の連結は、それぞれのリンク 111, 112に開けられた楕円孔 113, 114を重ね合わせて、ボルト 115で離反しないように止めている。また、この連結部は楕円孔 113, 114であるために遊びがあり、上下方向に変位することが可能である。
さらに、左側リンク 111と右側リンク 112の両外端 116,117 は、それぞれ構造物3の両端にばね 118及び減衰機構のダッシュポット 119を介して結合されて構成する。
【0160】
上記構成による作用としては、構造物3がロッキング振動を起こそうとして、その両端で上下方向変位に違いが発生すると、ばね 118とダッシュポット 119を介して変位に応じた力が伝わり、2本の左側リンク 111と右側リンク 112の両外端 116,117 での位置が変化しようとする。
【0161】
例えば図25の点線で示すように構造物3が左に回動した場合は、構造物3下面の左端は下がり、右端は上がることになる。このときに左端に取り付けられたばね 118は圧縮を受けて、左側リンク 111の外端 116を押し下げようとする。
また、構造物3下面の右端に取り付けられたばね 118は、引っ張りを受けて右側リンク 112の外端 117を引き上げようとする。
【0162】
左側リンク 111の左端が下がろうとすることにより、左側リンク 111の右端は上がろうとするが、同時に右側リンク 112の右端が上がろうとすることにより右側リンク 112の左端が下がろうとする。しかしながら、左側リンク 111の右端と右側リンク 112の左端は中央側で連結されていることから、中央側での上下方向変位は拘束されて動かない。
【0163】
このために、左側リンク 111の左端である外端 116も拘束されて、ばね 118とダッシュポット 119を介して構造物3の左端の沈み込みを制限する。また、右側リンク 112の右端である外端 117も拘束されて、ばね 118とダッシュポット 119を介して構造物3の右端の浮き上がりを制限する。これにより、全体としてロッキング振動が制限される。
【0164】
一方、構造物3が回動することなく左右均等に上下する場合で、例えば全体が沈み込む場合を想定すると、左側リンク 111の左端と右側リンク 112の右端は同様に下がり、両リンク 111, 112の連結部は同様に上がるため、構造物3の動きが拘束されることはない。
【0165】
これにより構造物3の下面両端における上下方向変位が同じになり、ロッキング振動が拘束される。このために、構造物3の下面両端における上下免震用ばねの大きな伸縮が制限されるため、ばね 118に大きな荷重が加わるのを防ぐことができ、ばね 118の応力設計が容易になり、使用可能なばねの適用範囲が拡大して、より経済的で信頼度の高いばねの使用が可能とになる。
【0166】
【発明の効果】
以上本発明によれば、基礎上に設置する構造物を直接あるいは架台などを介して水平方向及び上下方向に単独に作用する弾性体と減衰機構により、地震に起因する構造物の震動を3次元的に免震する。
また、複数の減衰機構の配置と減衰容量を構造物の下面において、単位面積あたりの減衰容量を内側領域より外周領域で、より大きくなるように不均等に配置して、水平方向の地震により励起されるねじり振動及びロッキング振動に対する減衰力を高めて、その揺れを効果的に抑制する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の免震装置の構成図。
【図2】本発明に係る第1実施例のロッキング振動を示す模式図。
【図3】本発明に係る第2実施例の免震装置の構成図。
【図4】本発明に係る第2実施例の一部切断拡大正面図。
【図5】本発明に係る第3実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図6】本発明に係る第4実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図7】本発明に係る第5実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図8】本発明に係る第5実施例の第1変形例を示す一部切断構成図。
【図9】本発明に係る第5実施例の第2変形例を示す要部切断構成図。
【図10】本発明に係る第6実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図11】本発明に係る第7実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図12】本発明に係る第8実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図13】本発明に係る第9実施例の免震装置の構成図。
【図14】本発明に係る第9実施例の荷重と変位の特性曲線図。
【図15】本発明に係る第10実施例の免震装置の構成図。
【図16】本発明に係る第10実施例の荷重と変位の特性曲線図。
【図17】本発明に係る第10実施例の一部切断拡大構成図。
【図18】本発明に係る第11実施例の免震装置の構成図。
【図19】本発明に係る第11実施例の一部切断拡大構成図。
【図20】本発明に係る第11実施例の荷重と変位の特性曲線図。
【図21】本発明に係る第12実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図22】本発明に係る第13実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図23】本発明に係る第14実施例の免震装置の一部切断構成図。
【図24】本発明に係る第15実施例の免震装置の構成断面図。
【図25】本発明に係る第16実施例の免震装置の構成図。
【図26】従来の第1の免震装置の一部切断構成図。
【図27】従来の第2の免震装置の一部切断構成図。
【図28】従来の第1の免震装置の正面図。
【図29】従来の第3の免震装置の正面図。
【図30】従来の第4の免震装置の正面図。
【図31】従来の第5の免震装置の正面図。
【図32】従来の第6の免震装置の正面図。
【図33】従来の第7の免震装置の一部切断正面図。
【図34】従来の第8の免震装置の正面図。
【符号の説明】
1…地盤、2…基礎、3…構造物、4,5,15,18,20,24,25,29,37,40,45,46,49,55,61,63,67,71,75,84,89,93,96, 110…免震装置、6,74,78,87,92,95…架台、7…免震機構、8…ベアリング、9…支持台、10,16…支持体、11,17,38…弾性体、12…鉄板、13…上端板、14…下端板、19,34…コイルスプリング、21…支持部材、22…ゴム膜、23…空気ばね、26…皿ばね、27…上部ガイド、28…下部ガイド、30…すべり板、31…ボールベアリング、32…台車、33…ガイド軸、35…固定具、36,60,62,65,68,69,70,73,88,118 …ばね、39,41,44,44a…減衰機構、42…構造物支持壁、43…案内機構、47…浮体収容室、48, 109…液体、50…第一の架台、51,53…滑車、52…ばね線材、54…第二の架台、56…ピット、57,64…上部架台、58…ワイヤ、59…中間架台、66…滑車、72,72a…ストッパー、76,77,79,80…プレート、81,82…突起、83…柱、85,90…平板、86,91…支柱、94…鉛直平板、97,98…下部端、99, 100…ピストン、 101, 102…シリンダー、 103, 106…シリンダーヘッド側空間、 104, 105…シリンダーヘッド反対側空間、 107,108 …パイプ、 111…左側リンク、 112…右側リンク、 113, 114…孔、 115…ボルト、 116, 117…リンク外端部、 119…ダッシュポット。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a seismic isolation device that supports a structure and suppresses the vibration of the structure in response to an earthquake by seismic isolation.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various seismic isolation devices have been proposed in order to prevent structures such as buildings from being destroyed due to vibrations caused by an earthquake.
A conventional general seismic isolation device constructs a structure 3 on a foundation 2 constructed on an excavated ground 1 as shown in a partially cutaway configuration diagram of FIG.
[0003]
At this time, a plurality of horizontal seismic isolation devices 4 are interposed between the structure 3 and the foundation 2 to support the structure by the seismic isolation device 4 and to exhibit the seismic isolation function during an earthquake. The structure 3 is prevented from being broken by excessive vibration.
27 shows another seismic isolation device 5 in which a plurality of horizontal seismic isolation devices 4 are provided between the lower part of the gantry 6 and the foundation 2 provided on the ground 1. At the same time, a plurality of vertical seismic isolation mechanisms 7 are inserted between the structure 3 and the gantry 6.
[0004]
Further, a bearing 8 is provided between the inner surface of the gantry 6 and the outer surface of the structure 3 so as to easily move in the vertical direction and restrain the horizontal direction.
Thus, the seismic isolation mechanism 7 supports the structure 3 on the gantry 6, and the seismic isolation device 4 supports the gantry 6 on the foundation 2. Thereby, the seismic isolation device 5 exerts the seismic isolation function in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, at the time of the earthquake, and prevents the structure 3 from being destroyed by the vibration.
[0005]
Next, details of each structure in the seismic isolation devices 4 and 5 will be described.
As shown in the front view of FIG. 28, the seismic isolation device 4 is configured to be installed horizontally and exert a seismic isolation function only in the horizontal direction. That is, the support 9 is fixed to the upper part of the foundation 2, the support 10 is inserted between the support 9 and the lower part of the structure 3, and the structure 3 is supported by the support 10. I have.
[0006]
The support 10 is a laminate in which an elastic body 11 such as an anti-vibration rubber or a thin rubber plate and an iron plate 12 are laminated and adhered to each other, and has relatively low rigidity in the horizontal direction and sufficient rigidity in the vertical direction. It is set to be high.
Further, an upper end plate 13 and a lower end plate 14 are fixed to the upper and lower parts of the elastic body 11, respectively. The upper end plate 13 is fixed to the lower part of the structure 3, and the lower end plate 14 is fixed to the upper part of the support base 9. Have been.
[0007]
Here, when a horizontal earthquake occurs, the support body 10 formed of the elastic body 11 is deformed in the horizontal direction by the seismic motion, so that the seismic force is reduced and transmitted to the structure 3. The force is reduced.
Further, in the seismic isolation device 4, as described above, the elastic body 11 such as the laminated rubber of the support 10 has elasticity only in the horizontal direction and high rigidity in the vertical direction. In the device 5, it can be used as the bearing 8 by being mounted horizontally on the side surface of the structure 3.
[0008]
As described above, in the seismic isolation device 4, the elastic body 11, which is the support 10, has elasticity only in the horizontal direction and has high rigidity in the vertical direction. But does not exhibit seismic isolation function against vertical earthquake motion.
For this reason, when an earthquake motion having a large vertical shake such as a direct earthquake occurs, since the structure 3 is supported by the foundation 2 via the support 10, the vertical shake is not changed. Or, it may be amplified and transmitted to the structure 3, and a large seismic force may act on the structure 3 and the installation inside the structure.
[0009]
As a countermeasure for this, a three-dimensional seismic isolation structure that seismically isolates in the horizontal and vertical directions has been proposed. FIGS.
The seismic isolation device 15 shown in the front view of FIG. 29 is different from the elastic body in the horizontally effective seismic isolation device 4 shown in FIG. The thickness of the elastic body 17 is made sufficiently thicker, and the number of layers of the elastic body 17 is reduced so that the elastic body 17 has elasticity in the vertical direction.
[0010]
Therefore, when an earthquake occurs, the support 16 is elastically deformed in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, due to the earthquake motion having shaking in the horizontal direction and the vertical direction, thereby absorbing the horizontal and vertical earthquake motions, respectively. It exhibits a three-dimensional seismic isolation function.
Further, in the seismic isolation device 5, by employing the seismic isolation device 15 as the seismic isolation mechanism 7, a three-dimensional seismic isolation function can be obtained by absorbing the vertical earthquake motion.
[0011]
The seismic isolation device 18 shown in the front view of FIG. 30 is a metal coil in which both ends having elasticity in the horizontal and vertical directions are fixed to the foundation 2 and the structure 3 between the foundation 2 and the structure 3. It is composed of a spring 19.
Since the coil spring 19 is elastically deformed in the horizontal direction and the vertical direction, the coil spring 19 absorbs the horizontal and vertical seismic motions and provides a three-dimensional seismic isolation function. Therefore, by using the seismic isolation device 18 in the seismic isolation device 5 as the seismic isolation mechanism 7, the seismic isolation device 18 absorbs the vertical earthquake motion and exhibits the seismic isolation function.
[0012]
The seismic isolation device 20 shown in the front view of FIG. 31 is an air spring in which air or another gas is sealed between a foundation 2 and a structure 3 in a rubber film 22 fixed on both sides by support members 21. 23, thereby supporting the structure 3.
[0013]
In the seismic isolation device 20, the horizontal and vertical elasticity of the air spring 23 absorbs the horizontal and vertical seismic motions to provide a three-dimensional seismic isolation function. Further, in the seismic isolation device 5, the seismic isolation device 20 is also used as the seismic isolation mechanism 7, thereby absorbing the vertical seismic motion and exerting the seismic isolation function.
[0014]
The seismic isolation device 24 shown in the front view of FIG. 32 is provided between the foundation 2 and the structure 3 in a state where the support body 10 made of the above-mentioned laminated rubber and the air spring 23 are connected in series above the support body 10. It is configured by inserting.
According to this configuration, horizontal seismic isolation is mainly performed by the support 10, and vertical seismic isolation is mainly performed by the air spring 23. Therefore, the horizontal elasticity of the support body 10 such as a laminated rubber and the vertical elasticity of the air spring 23 absorb the horizontal and vertical seismic motions and exhibit a three-dimensional seismic isolation function.
[0015]
The seismic isolation device 25 shown in the partially cut front view of FIG. 33 has a configuration in which a plurality of disc springs 26 are stacked and mounted on the support 10 such as the laminated rubber.
As an effect of this configuration, the horizontal movement is restricted by the upper guide 27 and the lower guide 28, which move only in the axial direction, in which the disc spring 26 is inserted into the hole of the disc spring, and the vertical movement is easily deformed. Therefore, the horizontal elasticity of the support 10 and the vertical elasticity of the disc spring 26 absorb the horizontal and vertical seismic motions to provide a three-dimensional seismic isolation function.
[0016]
The seismic isolation device 29 shown in the front view of FIG. 34 includes a bogie 32 provided with a ball bearing 31 or a friction plate that freely moves in a horizontal direction on a slide plate 30 or a rolling plate fixed to the foundation 2, and an upper part thereof. A metal coil spring 34 is interposed in the guide shaft 33 implanted in the structure 3, and the structure 3 is supported by the coil spring 34.
Further, around the carriage 32, springs 36, 36 having one ends fixed to fixtures 35, 35 fixed to the foundation 2, are connected.
[0017]
In the seismic isolation device 29 having the above configuration, horizontal seismic isolation is obtained by the bogie 32 smoothly moving on the rolling plate 30 via the ball bearing 31, and the bogie 32 is displaced by the springs 36, 36. Horizontal movement restriction and stability occur.
In addition, since the vertical seismic isolation is performed by the elastic deformation of the coil spring 34, the seismic motion in the horizontal and vertical directions is absorbed and a three-dimensional seismic isolation function is exhibited. However, the seismic isolation devices 4, 15, 18, 20, 24, 25, and 29 shown in FIGS. 28 to 34 have the following problems.
[0018]
In the seismic isolation device 4 shown in FIG. 28, the elastic body 11 of the support body 10 has elasticity only in the horizontal direction and has high rigidity in the vertical direction, so that it exhibits a good seismic isolation function against horizontal earthquake motion. However, it does not exhibit the seismic isolation function against the vertical earthquake motion, but may amplify the vertical vibration of the structure 3.
[0019]
For this reason, in the case where a strong ground motion with a large vertical vibration such as a direct type earthquake occurs, the structure 3 is supported by the foundation 2 via the support body 10, and the vertical vibration remains unchanged, or However, there is a possibility that excessive seismic force may act on the structure 3 and the installed objects installed inside the structure 3.
[0020]
In the seismic isolation device 15 shown in FIG. 29, the elastic body 17 as the support 16 is formed of a plurality of thick rubber layers, is soft in the vertical direction, and the weight of the structure 3 is constantly applied. In this state, large compressive deformation occurs in the vertical direction. In the long term, creep deformation occurs and elasticity is easily lost.
[0021]
During an earthquake, the elastic body 17 undergoes large horizontal and vertical deformations to absorb the energy of vertical and horizontal shaking. Furthermore, since the structure 3 has a soft structure in the vertical direction by the seismic isolation device 15, rocking vibration occurs due to the horizontal vibration of the structure 3.
[0022]
Due to this rocking vibration, a large vertical deformation by the seismic isolation device 15 is added between both sides of the lower surface of the structure 3 and the foundation 2. When these deformations overlap, the elastic body 17 may be easily broken by receiving a force due to excessive deformation.
[0023]
Since the compressive deformation due to its own weight in the initial state is large, the allowable deformation amount for absorbing the shaking due to the earthquake must be reduced from the viewpoint of strength design. Therefore, in this seismic isolation device 15, since the seismic force level that can be absorbed must be set to a small value, not only can the full seismic isolation function not be exerted during a large earthquake, but also the seismic isolation device breaks due to excessive deformation, The structure 3 may be damaged.
[0024]
In the seismic isolation device 18 shown in FIG. 30, since the weight of the structure 3 is supported only by the elasticity of the coil spring 19, a large compressive deformation is generated in the coil spring 19 in the initial state.
For this reason, the coil spring 19 has the same problem as the seismic isolation device 15. Accordingly, the allowable displacement in terms of the material strength of the coil spring 19 for absorbing the shaking caused by the earthquake from the initial compression state in the vertical deformation is small.
[0025]
Further, when the coil spring 19 is deformed in the horizontal direction in order to isolate in the horizontal direction, geometrical displacement fluctuation in the vertical direction occurs. These deformations overlap, and not only may the coil spring 19 break, but if the structure 3 induces complex coupled vibration, the structure 3 may be damaged.
Therefore, in the seismic isolation device 18, the allowable seismic force level must be set low, and a sufficient seismic isolation function cannot be exerted during a large earthquake.
[0026]
Also, in the seismic isolation device 20 shown in FIG. 31, since the air spring 23 is not allowed to undergo large deformation in the horizontal and vertical directions due to the restriction on the deformation of the rubber film 22, the seismic force absorbing ability due to the deformation at the time of the earthquake is reduced. It is low and therefore cannot exhibit good seismic isolation function during a large earthquake.
[0027]
In addition, since the air spring 23 has relatively low rigidity against rotation, there is a possibility that the air spring 23 may be twisted by horizontal and vertical seismic motion, or rocking vibration may occur in the structure 3.
As described above, since the air spring 23 has elasticity in the horizontal direction and the vertical direction, a complicated coupled vibration is induced in the structure 3 similarly to the seismic isolation devices 15 and 18, and the structure 3 may be damaged. was there.
[0028]
In the seismic isolation device 24 shown in FIG. 32, when the horizontal displacement between the foundation 2 and the structure 3 increases due to the shaking during a large earthquake, the displacement absorption formed by the elastic body 11 such as a laminated rubber. There is a possibility that the air spring 23 having a smaller deformation absorbing capacity will be broken first than the support body 10 having a larger capacity.
[0029]
For this reason, since the applicable limit of the seismic isolation device 24 depends on the displacement absorption capacity of the air spring 23, it is difficult to exert a sufficient seismic isolation function during a large earthquake. In addition, since the air spring 23 has low rigidity with respect to rotation, twisting is caused by horizontal and vertical seismic motions, rocking vibration is generated in the structure 3, and complicated coupled vibration is induced in the structure 3, There was a risk of damaging the structure.
[0030]
In the seismic isolation device 25 shown in FIG. 33, elasticity is imparted in the vertical direction by the disc spring 26, and elasticity in the horizontal direction is imparted by the support 10 formed of the elastic body 11 such as laminated rubber. The disc spring 26 is restrained from moving in the horizontal direction by an upper guide 27 and a lower guide 28.
[0031]
Accordingly, since the seismic isolation device 25 has elasticity in the vertical direction, regardless of the type of the elastic body, the structure 3 is shaken in the horizontal direction similarly to the seismic isolation devices 18, 20, and 24. Rocking vibration occurs in the base 3 and the vertical deformation due to the rocking is added to the vertical displacement caused by the vertical seismic motion in the seismic isolation device 25 between both sides of the lower surface of the structure 3 and the foundation 2.
[0032]
If the deformation due to the rocking overlaps with the deformation of the main body of the seismic isolation device 25 due to the vertical earthquake motion and the deformation of the structure 3 due to its own weight, the disk spring 26 may be excessively deformed, and the disk spring 26 is broken. There was a fear of doing.
[0033]
The seismic isolation device 29 shown in FIG. 34 has a function of performing seismic isolation by the elasticity of the coil spring 34 with respect to the vertical seismic motion. As in the case of the seismic isolation devices 18, 20 and 24, rocking vibration is generated in the structure 3 due to the horizontal swing of the structure 3.
[0034]
As a result, in the seismic isolation device 29 between both sides of the lower surface of the structure 3 and the foundation 2, a vertical deformation due to the locking is added to the vertical displacement due to the vertical seismic motion. When these deformations overlap, the coil spring 34 receives a force due to excessive deformation and may be broken.
In addition, since such a configuration causes complicated coupled vibration, a good seismic isolation function cannot be exhibited during a large earthquake.
[0035]
The seismic isolation device 5 also has the following problem.
The seismic isolation device 4 for the horizontal direction and the seismic isolation mechanism 7 for the vertical direction are separated, and the rocking vibration and the horizontal deformation of the structure 3 due to the seismic isolation mechanism 7 for the vertical direction are suppressed. A bearing 8 is provided between the inner side surface and the side surface of the structure 3 for easily moving up and down and restraining the horizontal direction.
[0036]
However, when the bearing 8 has a play, the play 6 is excited, or the gantry 6 supporting the bearing 8 is deformed by the horizontal inertial force or the rotational force of the structure 3. Locking vibration cannot be suppressed sufficiently. For this reason, a good seismic isolation function in three dimensions in the horizontal and vertical directions could not be exhibited during a large earthquake.
[0037]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional seismic isolation device 4 has only a horizontal seismic isolation function. The seismic isolation devices 5, 15, 18, 20, 24, 25, and 29 have a seismic isolation function in the horizontal and vertical directions, but due to the weight of the structure 3, excessive initial deformation occurs in the vertical seismic isolation mechanism. In addition to the horizontal and vertical vibrations generated in the structure 3 due to the horizontal and vertical seismic motions, the structure 3 causes not only horizontal and vertical vibrations but also torsional vibrations of the vertical vibrations of the structure and rocking vibrations of the horizontal vibrations. There was a problem that caused complicated vibrations.
[0038]
In addition, the support 16 and the coil spring 19, which are made of thick laminated rubber, and the air spring 23 and the disc spring 26, which perform vertical seismic isolation, can be absorbed in a range of the size of a normal seismic isolation device. Small deformation.
For this reason, when each of these seismic isolation devices undergoes an excessive initial deformation due to its own weight of the structure 3, the amount of deformation for absorbing vertical vibration is restricted, so that a large earthquake or the like causes a large amount of deformation. When deformation occurred, there was a problem that sufficient seismic isolation could not be obtained.
[0039]
Furthermore, in order to enhance the seismic isolation effect, it is necessary to lower the elasticity of various seismic isolation devices to lower the natural frequency of the structure 3. The rocking vibration is easily excited by the vibration of the structure 3, and the structure 3 vibrates complicatedly, so that the seismic isolation effect cannot be exhibited.
In order to prevent rocking vibration, the seismic isolation device for the horizontal direction and the seismic isolation device for the vertical direction are separated from each other with the gantry 6 interposed therebetween, and the inner side of the gantry 6 and the side surface of the structure 3 are separated. A vertical bearing 8 may be used between them.
[0040]
However, rocking vibration of the structure 3 cannot be sufficiently suppressed due to backlash of the bearing 8 or large horizontal inertial force between the gantry 6 supporting the bearing 8 and the structure 3 or deformation due to rotational force. There was a problem that a good seismic isolation function could not be exhibited during an earthquake.
[0041]
An object of the present invention is to suppress torsional vibration and rocking vibration generated in a structure, and to suppress excessive deformation in the horizontal and vertical directions due to these vibrations, thereby to prevent horizontal and vertical seismic isolation. And to provide an excellent seismic isolation device.
[0042]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above purpose To The seismic isolation device according to claim 1 is Inserted between the foundation and the structure Support structure And Horizontally and vertically Multiple elastically deforming Like an elastic body Said Foundation and Said Interposed between structures Support the structure, The attenuation capacity per unit area on the underside of the structure Said Unevenly arranged so that it is larger in the outer area than the inner area on the lower surface of the structure And Horizontal and vertical Damping the displacement of It is characterized by comprising a plurality of damping mechanisms.
[0043]
The structure is supported by an elastic body that acts in the horizontal and vertical directions, and seismic excitation caused by an earthquake performs seismic isolation by the elastic body. Further, the attenuation capacity per unit area on the lower surface of the structure is larger in the outer peripheral region than in the inner region.
Therefore, by arranging a plurality of damping mechanisms acting in the horizontal and vertical directions more unevenly in the outer peripheral area than in the inner area, or by disposing a large damping capacity in the outer peripheral area, efficient seismic isolation and horizontal It has a high damping force against torsional vibration and rocking vibration caused by an earthquake and satisfactorily suppresses the vibration.
[0044]
The seismic isolation device according to the invention described in claim 2 is A plurality of pedestals attached to the support and the first damping mechanism installed on the foundation between the foundation and the structure, and between each of the pedestals and the structure; Placed The structure A guide mechanism that regulates the horizontal movement of On each of the frames, the structure is supported by being interposed between each of the frames and the structure, Vertically Multiple elastically deforming An elastic body, Similarly, each of the gantry Interposed between structures Said While supporting the structure, Said The attenuation capacity per unit area on the underside of the structure Said At the lower surface of the structure, they are arranged unevenly so that they are larger in the outer , Vertical direction Damping the displacement of It is characterized by comprising a plurality of second damping mechanisms.
[0045]
The elastic body and the damping mechanism between the foundation and the first gantry independently perform horizontal seismic isolation, and the elastic body and the damping mechanism between the first gantry and the structure independently perform vertical seismic isolation.
Furthermore, the guide mechanism inserted between the first gantry and the structure restricts the horizontal movement of the structure, smoothes only the vertical translation, and suppresses the rocking vibration.
[0046]
In addition, by arranging the damping mechanism on the lower surface of the structure so that the damping capacity per unit area is larger in the outer region than in the inner region, rocking vibration is efficiently suppressed and good three-dimensional seismic isolation performance is achieved. Can be demonstrated.
[0060]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those of the above-described conventional technology are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
The first embodiment relates to claim 1, and as shown in the configuration diagram of FIG. 1, the seismic isolation device 37 supports the structure 3 by being inserted between the structure 3 and the foundation 2, An elastic body 38 acting in the vertical direction and a seismic isolation mechanism 39 acting in the vertical and horizontal directions.
[0061]
The elastic body 38 is made of, for example, a thick laminated rubber, a coil spring, or the like, and a damping mechanism 39 is attached to each of the elastic bodies 38 in parallel. At this time, the damping mechanisms 39 are arranged unequally so that the damping capacity per unit area of the lower surface of the structure 3 is larger in the outer peripheral region than in the inner region of the lower surface of the structure 3.
[0062]
Next, the operation of the above configuration will be described.
The structure 3 is elastically supported by the elastic body 38 and the damping mechanism 39 is disposed, so that the vertical vibration of the structure 3 excited by the horizontal earthquake, that is, the torsional vibration and the structure Since the damping force against the rocking vibration of the rotation vibration of the object horizontal shaft can be increased, even if the structure 3 generates torsional vibration and rocking vibration due to the earthquake, the vibration can be suppressed well.
[0063]
Since the torsional displacement and the rocking displacement increase from the inner periphery to the outer periphery of the structure 3, a larger number of damping mechanisms 39 or a larger capacity are provided in the outer peripheral region of the structure 3 where the displacement increases. By arranging the damping mechanism 39, generated torsional vibration and rocking vibration are effectively suppressed.
In addition, the damping mechanism 39 arranged in the inner area on the lower surface of the structure 3 has a smaller displacement component with respect to vibration such as torsional vibration and rocking vibration than the damping mechanism 39 arranged in the outer peripheral area. The suppression effect is small.
[0064]
Therefore, in order to efficiently suppress torsional vibration and rocking vibration, the damping mechanism 39 attached to the lower surface of the structure 3 is provided with a damping capacity per unit area on the lower surface of the structure 3 so that the entire area is uniform. It is better to dispose unevenly in the horizontal and vertical directions so as to be larger in the outer peripheral region than in the inner region on the lower surface of the structure 3 as in the present invention.
[0065]
The effect of suppressing the rocking vibration will be described with reference to the schematic diagram of FIG. Here, in order to facilitate understanding of the principle, the operation is simplified, and it is assumed that the structure 3 is rocking vibrating due to horizontal seismic motion, and only the rocking vibration component is extracted and described.
[0066]
The structure shown by the dotted line in FIG. 2 rotates around 0 as shown by the solid line due to the seismic force. Assuming that this rotation angle θ is sinusoidally oscillating, θ = θ 0 sin ωt. Where θ 0 Represents a rotation angle amplitude, ω represents an angular velocity, and t represents time.
Further, the damping coefficients of the damping mechanisms 39 at the installation locations A to E of the respective damping mechanisms 39 are respectively represented by C 0 , C 1 , C 2 And the damping force is proportional to the relative speed. The distance 1 from the center 0 to the damping mechanism 39 at each of the installation locations A to E is 0, 1/2, and 1, respectively. At this time, the rotational damping force F due to rocking c Is given by the following equation (1).
[0067]
F c = (C 1 × l 2 / 2 + 2C 2 × l 2 ) × (θ 0 ω × cos ωt) (1)
[0068]
The rotational damping force F when the total damping constant (capacity) of the five damping mechanisms 39 attached to the structure 3 is 10 and the capacities of the respective damping mechanisms 39 are two equal arrangements c1 Is as in the following equation (2).
[0069]
F c1 = 5 × l 2 × (θ 0 ω × cos ωt) (2)
[0070]
Further, as an example in which the damping capacity per unit area of the lower surface of the structure 3 by the damping mechanism 39 is unequal to be larger in the outer peripheral region than in the inner region of the lower surface of the structure 3, C 0 = 0, C 1 = 1, C 2 = 4.
Rotation damping force F in this case c2 Is as in the following equation (3). Note that the entire attenuation capacity is the same as in the case of the uniform arrangement.
[0071]
F c2 = 8.5 × l 2 × (θ 0 ω × cos ωt) (3)
[0072]
At this time, the damping constant of the vertical translation from the above is the same in any arrangement, but the rotational damping force is assumed to be the non-uniform arrangement in which the damping mechanism 39 has a large damping capacity on the outer peripheral side as in the first embodiment. , Compared to the case of uniform arrangement, c2 / F c1 = 1.7 times larger. Therefore, the rocking vibration of the structure 3 can be more efficiently suppressed by making the damping capacity non-uniformly arranged on the outer peripheral side.
[0073]
When the damping mechanism 39 is arranged as in the first embodiment in this way, the suppression effect works effectively not only for the rocking vibration described above but also for the horizontal torsional vibration on the same principle. .
In the first embodiment, the damping capacity of one of the damping mechanisms 39 is changed in order to increase the damping capacity per unit area on the outer peripheral side of the structure 3. However, the damping mechanisms attached to each place are changed. The same effect can be obtained by increasing or decreasing the number of 39.
[0074]
From the above, by appropriately arranging the damping mechanism 39 between the foundation 2 and the structure 3, the torsional vibration, which is the rotational vibration about the vertical axis with respect to the horizontal plane of the structure 3 excited by the horizontal earthquake, is obtained. Can be attenuated.
Further, since the damping force against the rotational vibration of the structure 3 around the horizontal axis, that is, the rocking vibration, can be made larger than when the damping capacity is evenly arranged, the torsional vibration and the rocking vibration of the structure 3 can be obtained. Such a complex vibration is effectively suppressed, and a good three-dimensional seismic isolation effect is obtained in the vertical and horizontal directions.
[0075]
As shown in the configuration diagram of FIG. 3 and the partially cut-away enlarged front view of FIG. 4, the seismic isolation device 40 is provided between the foundation 2 and the flat base 6 in the horizontal direction. The support body 10 and the damping mechanism 41 acting on the second member are arranged. The support 10 uses a laminated rubber or the like, and the damping mechanism 41 uses a steel rod damper or the like as an elastic-plastic damper.
[0076]
Further, a coil spring or the like is provided between the gantry 6 and the structure 3 as an elastic body 38 acting in the vertical direction to support the structure 3. Further, a guide mechanism 43 is inserted between the side surface of the gantry 6 and the side surface of the structure support wall 42.
The guide mechanism 43 regulates the horizontal movement of the structure 3 and guides the structure 3 so as to be freely movable in the vertical direction. Further, a damping mechanism 44 acting in the vertical direction is provided between the gantry 6 and the structure 3.
[0077]
Note that an oil damper, an elasto-plastic damper, or the like is used for the damping mechanism 44, and the damping capacity of the damping mechanisms 44 on both sides is selected to be large in order to enhance the effect of suppressing the rocking vibration of the structure 3.
Although this seismic isolation device 40 is used alone, in order to perform seismic isolation of a large structure 3, a plurality of seismic isolation devices are installed below the structure 3 as shown in FIG. Can be obtained.
[0078]
In this case, in order to enhance the effect of suppressing the rocking vibration of the structure 3, the vertical damping mechanism 44 of each seismic isolation device 40 reduces the damping capacity per unit area of the lower surface of the structure 3 by the lower surface of the structure 3. They are arranged unevenly so as to be larger in the outer peripheral area than in the inner area.
[0079]
Similarly, the horizontal damping mechanism 41 for enhancing the effect of suppressing the torsional vibration of the structure 3 is configured such that the damping capacity per unit area on the lower surface of the structure 3 is smaller on the lower surface of the structure 3 than on the inner region in the outer region. It is arranged unevenly to be larger. Thereby, the structure 3 can obtain a better seismic isolation effect.
[0080]
The third embodiment relates to claim 2 and is a modification of the second embodiment, and as shown in the partially cutaway configuration diagram of FIG. 5, the seismic isolation device 45 includes the base 2 and the gantry 6 having walls on both sides. The supporting body 10 which acts in the horizontal direction and the damping mechanism 41 are arranged between them. The strut body 10 is made of laminated rubber, and the damping mechanism 41 is made of a steel rod damper as an elastic-plastic damper.
Further, the structure 3 is supported by inserting an elastic body 38 acting in the vertical direction between the gantry 6 and the structure 3. Further, the guide mechanism 43 is inserted between the side wall of the gantry 6 and both side walls of the structure 3.
[0081]
The guide mechanism 43 regulates the horizontal movement of the structure 3 and guides the structure 3 so as to be movable in the vertical direction. The guide mechanism 43 may be one in which laminated rubber is placed horizontally.
Further, a damping mechanism 44 is provided between the gantry 6 and the structure 3 so as to work in the vertical direction in parallel with the elastic body 38. Note that an oil damper, an elastic-plastic damper, or the like is used as the damping mechanism 44.
[0082]
In order to enhance the effect of suppressing the rocking vibration of the structure 3, the damping mechanism 44 has a larger damping capacity per unit area on the lower surface of the structure 3 on the lower surface of the structure 3 in the outer peripheral region than in the inner region. It is arranged so as to be uneven.
[0083]
As an effect of the above configuration, the horizontal seismic force transmitted to the gantry 6 is reduced by the horizontal support 10 and the damping mechanism 41 disposed on the foundation 2 at the time of a large earthquake. Horizontal vibration is reduced.
Further, the damping mechanism 41 for the horizontal direction is unevenly arranged so that the damping capacity per unit area on the lower surface of the structure 3 is larger on the lower surface of the structure 3 than on the inner region on the lower surface of the structure 3. As a result, the rotational damping force against torsion increases, and the effect of suppressing the torsional vibration of the structure 3 can be increased.
[0084]
Further, the guide mechanism 43 inserted between the gantry 6 and the structure 3 restrains the relative displacement of the gantry 6 and the structure 3 in the horizontal direction and smoothes the vertical movement. Further, the elastic body 38 and the damping mechanism 44 acting on the gantry 6 and acting in the vertical direction reduce the vertical seismic force transmitted to the structure 3 via the gantry 6.
[0085]
The damping mechanism 44 is unevenly arranged so that the damping capacity per unit area on the lower surface of the structure 3 is larger on the lower surface of the structure 3 in the outer peripheral region than in the inner region. As compared with the case where 44 are evenly arranged, the damping efficiency against the rocking vibration is increased, and the rocking vibration and the complex coupled vibration are efficiently suppressed.
[0086]
Therefore, the horizontal and vertical movements of the structure 3 with respect to the structure 3 at the time of the large earthquake and the coupled vibration such as the rocking vibration can be minimized, and the damping force of the structure 3 against the rocking vibration and the torsional vibration can be increased. Therefore, each vibration is efficiently suppressed and a good three-dimensional seismic isolation performance is exhibited.
[0087]
Fourth embodiment At As shown in the partially cut-away configuration diagram of FIG. 6, the seismic isolation device 46 includes a support 10 acting horizontally and a damping mechanism 41 disposed between the foundation 2 and the lower part of the floating container chamber 47. The support 10 is made of laminated rubber, and the damping mechanism 41 is made of a steel rod damper as an elastic-plastic damper.
[0088]
The floating body housing chamber 47 houses the structure 3 to be subjected to seismic isolation, and is filled with a liquid 48 such as water between the structure 3 and the liquid 48, which exerts buoyancy on the structure 3. . In addition, the elastic body 38 acting vertically and the damping mechanism 44 are interposed between the lower part of the structure 3 and the floating body accommodating chamber 47 to support the structure 3 in the vertical direction and to seismically isolate the vertical direction. Perform
[0089]
A guide mechanism 43 is interposed between the side surface of the structure 3 and the side surface of the floating body storage chamber 47 to regulate the horizontal movement of the structure 3 and guide the structure 3 so as to be movable vertically. The elastic body 38 uses a coil spring, the damping mechanism 44 uses an oil damper or an elasto-plastic damper, and the guide mechanism 43 uses a laminated rubber or a shear key structure.
[0090]
Further, the damping mechanisms 41 and 44 are provided on the lower surface of the structure 3 and the lower surface of the floating body housing chamber 47 per unit area in order to enhance the damping suppression effect against the rocking vibration of the structure 3 and the torsional vibration of the floating body housing chamber 47, respectively. The damping capacity is unevenly arranged so as to be larger in the outer peripheral area than in the inner area on the lower surface of the structure 3.
[0091]
As an effect of the above configuration, in the event of a large earthquake, the horizontal seismic force transmitted to the floating body storage chamber 47 is suppressed by the horizontally acting support 10 and the damping mechanism 41 disposed on the foundation 2. The horizontal vibration of the structure 3 that excites the rocking vibration is reduced.
[0092]
Also, the horizontal damping mechanism 41 is unequally arranged so that the attenuation capacity per unit area on the lower surface of the floating body housing chamber 47 is larger on the lower surface of the floating body housing chamber 47 in the outer peripheral region than in the inner region. Therefore, the rotational damping force against torsion increases, and the effect of suppressing the torsional vibration of the structure 3 increases.
[0093]
Further, the guide mechanism 43 interposed between the floating body housing chamber 47 and the side surface of the structure 3 restrains the horizontal relative displacement between the floating body housing chamber 47 and the structure 3 and smoothly moves up and down. To In addition, the vertically acting elastic body 38 and the damping mechanism 44 disposed on the floating body accommodating chamber 47 reduce the vertical seismic force transmitted to the structure 3.
[0094]
The damping mechanism 44 is unevenly arranged so that the damping capacity per unit area on the lower surface of the structure 3 is larger on the lower surface of the structure 3 in the outer peripheral region than in the inner region. The damping efficiency with respect to the rocking vibration is increased as compared with the case where the 44 is evenly arranged, and the rocking vibration and the complex coupled vibration are efficiently suppressed.
[0095]
Further, since the structure 3 is made to float in the liquid 48 in the floating body accommodating chamber 47, a part of the weight of the structure 3 can be shared by buoyancy. The initial load is not applied to the elastic body 38 acting in the vertical direction, and the allowable deformation amount has a margin, so that the seismic isolation effect can be exerted even for a larger earthquake motion.
[0096]
For example, in order to increase the seismic isolation effect in the vertical direction, it is necessary to make the elastic body 38 soft so that the natural frequency of the structure 3 is about 1 to 1.5 Hz. In this case, the initial subduction displacement is about 0.25 m at 1 Hz and about 0.11 m at 1.5 Hz due to the weight of the structure 3, which is an excessive initial load for the elastic body 38.
[0097]
However, in the third embodiment, since the initial load due to the own weight of the structure 3 is borne by the buoyancy of the liquid 48, only the fluctuating load due to the earthquake acts on the elastic body 38 acting in the vertical direction. The elastic body 38 can cope with even larger seismic motion, and also has an increased strength and safety.
Further, when the structure 3 moves vertically in the liquid 48 during the earthquake, the fluid damping force acts on the structure 3, so that the effect of suppressing the vibration in the vertical direction is further improved, whereby the structure 3 Good three-dimensional seismic isolation is obtained.
[0098]
Fifth embodiment At As shown in the partially cut-away configuration diagram of FIG. 7, the seismic isolation device 49 has a support 10 and a damping mechanism 41 acting in the horizontal direction between the foundation 2 and the first gantry 50 having side walls. . The support 10 is made of laminated rubber or the like, and the damping mechanism 41 uses a steel rod or the like as an elastic-plastic damper.
Also, a plurality of continuous spring wires 52 are suspended via pulleys 51 fixed to opposite ends of the upper side surface of the first gantry 50. The spring wire 52 may be a long continuous line.
[0099]
Further, a second gantry 54 is supported on the spring wire 52 via at least two pulleys 53 at both ends, and the structure 3 is installed on the second gantry 54. Further, a guide mechanism 43 is provided between the side wall of the first gantry 50 and the second gantry 54 so as to allow movement only in the vertical direction and restrict horizontal movement.
[0100]
According to the above configuration, the second base 54 is displaced in the vertical direction to increase elasticity due to the horizontal expansion and contraction of the spring wire 52 stretched between the pulleys 53 of the second base 54 on which the structure 3 is installed. Will have.
Further, the guide mechanism 43 for restraining the relative movement in the horizontal direction inserted between the side wall of the first gantry 50 and the second gantry 54 makes the vertical movement of the second gantry 54 smooth. ing.
[0101]
Therefore, by allowing the structure 3 mounted on the second gantry 54 to independently perform horizontal and vertical seismic isolation, good three-dimensional seismic isolation performance can be obtained.
That is, the horizontal seismic force transmitted to the structure 3 is reduced by the horizontally acting support 10 disposed on the foundation 2, and the spring wire 52 fixed to the first gantry 50 is elastically deformed by expansion and contraction. The vertical seismic force transmitted to the second gantry 54 is absorbed.
[0102]
Further, the guide mechanism 43 inserted between the first frame 50 and the second frame 54 makes the vertical movement of the second frame 54 and the structure 3 smooth, and the first frame 50 And the second base 54 are regulated in relative horizontal movement.
The spring wire 52 exerts a pulling force in the horizontal direction at the lower portion of the second gantry 54, and the pulling pulleys 51 and 53 convert the pulling force into a vertical force. This structure can be used in a tensioned state which is most suitable for strength against deformation of the spring wire 52.
[0103]
In addition, the spring wire 52 can be sufficiently deformed against the force of its own weight of the second base 54 and the structure 3 loaded thereon, so that the elasticity in the vertical direction is set to be small. Since the natural frequency of the structure 3 can be reduced, a greater seismic isolation effect in the vertical direction can be obtained as compared with the elastic body 38 used in the compression direction.
[0104]
8 shows a first modification of the fifth embodiment. In order to obtain a damping force in the vertical direction, a damping mechanism that acts in the direction of expansion and contraction of the spring wire 52 in parallel with the spring wire 52 is shown. 44a.
[0105]
9 shows a second modification of the fifth embodiment, in which one end of a spring wire 52 is fixed to the center of the first gantry 50, and The other end is fixed to the second gantry 54 via the attached pulleys 51, 51, and the second gantry 54 is hung.
Thus, since the second frame 54 is provided with elasticity in the vertical direction, the movement of the spring wire 52 is only the expansion and contraction of the spring with respect to the vertical motion of the second frame 54. Therefore, good three-dimensional seismic isolation performance can be exhibited.
[0106]
Sixth embodiment At As shown in the partial cut-away configuration diagram of FIG. 10, the seismic isolation device 55 suspends the intermediate mount 59 by a wire 58 from the upper mount 57 extending over the opening of the pit 56 formed by excavating the ground 1. Further, the structure 3 is suspended from the lower surface of the intermediate mount 59 by springs 60 for vertical seismic isolation.
[0107]
The operation according to the above configuration has a pendulum structure by suspending the structure 3 on the intermediate mount 59 with the wire 58. Therefore, by adjusting the length of the wire 58, the vibration frequency of the pendulum is set lower than the dominant frequency component of the seismic response at the upper pedestal 57, and the horizontal seismic response at the upper pedestal 57 is reduced. In comparison, the horizontal acceleration response at the structure 3 can be reduced.
[0108]
As for the vertical seismic response, the upper pedestal 57 and the intermediate pedestal 59 perform almost the same movement, but the lower surface of the intermediate pedestal 59 and the structure 3 are separated by a spring 60 for vertical seismic isolation. Vertical acceleration response can be reduced.
[0109]
Seventh embodiment Is the In a modified example of the sixth embodiment, the seismic isolation device 61 suspends an intermediate mount 59 by a wire 58 from an upper mount 57 extending over the opening of the pit 56 as shown in a partially cutaway configuration diagram of FIG. At this time, the structure 3 is installed on the intermediate mount 59 via the vertical seismic isolation spring 62.
[0110]
The operation according to the above configuration has a seismic isolation effect in the horizontal direction since the intermediate mount 59 has a pendulum structure as in the sixth embodiment. In particular, it is necessary to lengthen the wire 58 in order to increase the seismic isolation effect.
[0111]
Even when the vertical space for the pendulum action is not large, the vertical space can be used more effectively by installing the structure 3 on the intermediate mount 59 as compared with the sixth embodiment. be able to.
The vertical acceleration response of the structure 3 can be reduced by the vertical seismic isolation spring 62 inserted between the upper surface of the intermediate mount 59 and the structure 3.
[0112]
Eighth embodiment Is the In another modified example of the sixth embodiment, a seismic isolation device 63 shown in a partially cut-away configuration diagram of FIG. Is connected to a wire 58 at one end.
[0113]
The other end of the horizontally movable wire 58 is fixed to an intermediate gantry 59 in the pit 56 via a pulley 66 attached to the upper gantry 64, and the intermediate gantry 59 on which the structural part 3 is installed is hung. Further, in the pit 56, a part or the whole of the intermediate frame 59 and the structure 3 is submerged in the liquid 48.
[0114]
As the operation of the above structure, the seismic isolation device 63 has a pendulum structure as in the sixth embodiment, and thus has a seismic isolation effect in the horizontal direction.
In the vertical direction, springs 65 having the same rigidity attached to the left and right from the center of the upper frame 64 work, and the vertical vibration of the upper frame 64 is isolated by the spring 65 and applied to the structure 3. Is entered.
[0115]
Further, since part or all of the intermediate frame 59 and the structure 3 are in the liquid 48, buoyancy is generated in the intermediate frame 59 and the structure 3, and the intermediate frame 59 constantly applied to the spring 65 and the wire 58 The tensile load due to the weight of the structure 3 is reduced.
Further, since the intermediate gantry 59 and the structure 3 vibrate in the liquid 48, the apparent mass of the dynamic intermediate gantry 59 and the structure 3 increases due to the additional mass effect. For this reason, under the same conditions, the frequency can be made lower than that in the space, so that there is an effect that the same natural frequency can be realized with a short wire 58 length.
[0116]
Ninth embodiment At The seismic isolation device 67 shown in the configuration diagram of FIG. 13 is inserted between the foundation 2 and the structure 3 and has rigidity K attached at both ends to the foundation 2 and the structure 3. 0 And a lower end thereof contacts the foundation 2 at rest on both sides thereof.
The upper end has a rigidity K arranged with a gap δ with the structure 3. 1 Are installed, and a plurality of such sets are appropriately arranged between the foundation 2 and the structure 3 so that the weight of the structure 3 can be equally received.
[0117]
The operation of the above configuration will be described. The characteristic curve diagram of FIG. 14 shows the load and displacement characteristics of the combination of the springs 68 to 70 in the seismic isolation device 67, and the combination of these springs is one set.
Rigidity K installed between foundation 2 and structure 3 0 The spring 68 having the function as a vertical seismic isolation spring below the gap δ. Therefore, when the structure 3 is rocked, a large vertical displacement occurs at both ends, and there is a possibility that the structure 3 exceeds the lower gap δ.
[0118]
Here, assuming that a displacement occurs downward at one end of the structure 3 due to the rocking, the rigidity K exceeds the gap δ. 0 When the spring 68 having compression is subjected to compression, the rigidity K 1 The upper and lower springs 69 and 70 having the function also start working as springs. By the combination of these springs 68 to 70, K 0 + 2K 1 Will have the rigidity.
This is the rigidity K within the gap δ. 0 , The displacement is smaller than the same load. That is, sinking due to locking of the structure 3 at this point is restricted.
[0119]
In addition to the rocking, even when the springs 69 and 70 sink below the gap δ due to the input of a large earthquake, the rigidity K within the gap δ does not increase. 0 K compared to 0 + 2K 1 It becomes large rigidity. This will limit greater subduction.
[0120]
The gap δ is determined by the demand or rigidity K of the structure 3 side. 0 If the smaller one of the stress requirements of the spring 68 is set with some margin, the sinking is limited only slightly beyond the gap δ. The stress requirement of 68 will be satisfied.
[0121]
10th embodiment Is above In a modification of the ninth embodiment, a seismic isolation device 71 shown in the configuration diagram of FIG. 15 has a rigidity K having both ends attached to the foundation 2 and the structure 3 between the foundation 2 and the structure 3. 0 Is provided.
Further, when stationary, the lower end is in contact with the foundation 2, and the upper end is rigid 2K disposed close to the spring 68 via the stopper 72 of the gap δ in both the upper and lower directions with the structure 3. 1 Are provided, and a plurality of such sets are provided between the foundation 2 and the structure 3 so as to receive the weight of the structure 3 evenly.
[0122]
Next, the operation of the above configuration will be described. The characteristic curve diagram of FIG. 16 shows the load and displacement characteristics of a combination of the springs 68 and 70 and the stopper 72 in the seismic isolation device 71 as one set.
[0123]
The rigidity K installed between the foundation 2 and the structure 3 as in the ninth embodiment. 0 The spring 68 having the function as a vertical seismic isolation spring within the gap δ. However, the gap δ in the tenth embodiment is equal to the rigidity K. 0 Of the stopper 72 having a gap δ in the vertical direction, which is arranged in a set with the spring 68 having
Thus, not only the gap δ is provided on the lower side, but also the gap δ is provided on the upper side.
[0124]
The details of the combination of each of the springs 68 and 73 and the stopper 72 are shown in the enlarged partial configuration view of FIG. When the structure 3 is stationary, the rigidity is 2K. 1 The upper end of the spring 73 having the position is located at the middle point of the gantry 74 attached to the lower surface of the structure 3 in the stopper 72 and does not contact any of the upper and lower parts.
[0125]
At this time, in the stopper 72, the distance between the upper end of the spring 73, the lower surface of the structure 3, and the end of the gantry 74 is set to the gap δ. When the structure 3 vibrates in the vertical direction within the range of ± δ, no contact occurs between the stopper 72 and the tip of the structure 3 and the gantry 74, and thus the spring 73 does not work.
[0126]
Here, when the structure 3 causes a displacement of ± δ or more in the vertical direction, the stopper 72 comes into contact with the structure 3 or the tip of the gantry 74, and the spring 73 starts working. At this time, the rigidity of these sets formed by the two springs 68 and 73 is K 0 + 2K 1 become.
Further, when the structure 3 is rocked, a large vertical displacement occurs at both ends thereof, and there is a possibility that the structure 3 exceeds the gap δ. Here, it is assumed that a displacement occurs at one end of the structure 3 downward due to the rocking. At this time, of course, the other end of the structure 3 is displaced upward.
[0127]
When both the lower and upper sides are within the gap δ, the rigidity is K 0 The seismic isolation function of the spring 68 works. Next, when only the lower side sinks beyond the gap δ, 0 + 2K 1 The spring stiffness of this will limit this sinking.
When only the upper side rises beyond the gap δ, K 0 + 2K 1 Spring rigidity, and the lifting is limited.
[0128]
Further, when the lower side sinks beyond the gap δ and the upper side rises beyond the gap δ, K 0 + 2K 1 Stiffness, and sinking and lifting are limited. At this time, the rigidity K within the gap δ 0 , The displacement is smaller than the same load.
That is, sinking or lifting due to the locking of the structure 3 is restricted.
[0129]
In addition to the rocking, even when the set of a plurality of springs sinks or lifts over the gap δ due to a large seismic input, the rigidity K within the gap δ does not increase. 0 Compared to K 0 + 2K 1 These limits the greater sinking or lifting at these points.
[0130]
Therefore, the gap δ is required on the structure 3 side or the rigidity K 0 Of the requirements on the stress of the spring 68 having the following, if the smaller one is set with some margin, the sinking or lifting slightly exceeding the gap δ is limited. Side requirement and rigidity K 0 The stress requirements of the spring 68 with are satisfied.
[0131]
Eleventh embodiment At The seismic isolation device 75 shown in the configuration diagram of FIG. 18 has a rigidity K between the foundation 2 and the structure 3 with both ends attached to the foundation 2 and the structure 3. 0 And a rigidity K set to receive a tensile load at rest 1 Is installed together with the stopper 72a, and a plurality of such sets are appropriately arranged between the foundation 2 and the structure 3 so that the weight of the structure 3 can be equally received.
[0132]
The operation of the above configuration will be described. The partially cut-away enlarged configuration diagram of FIG. 19 shows details of one set in which the springs 68 and 69 and the stopper 72a are combined. Plates 76 and 77 are respectively attached to both ends of the spring 69, and a pedestal 78 attached from the foundation 2 is in contact with the outside of each of the plates 79 and 80 provided at the intermediate portion.
[0133]
The distance between the plates 79 and 80 is made longer than the unloaded length of the spring 69, so that the tension load F is applied to the spring 69 at rest. T Is working. A column 83 having two projections 81 and 82 at the center and the tip in the vertical direction is attached to the structure 3. The projection 81 is located below the plate 76, and the projection 82 is located on the plate 76. 77 and is in contact with the upper side.
[0134]
The load and displacement caused by the combination of the springs 68, 69 and the stopper 72a configured as described above are shown in the characteristic curve diagram of FIG. For example, it is assumed that the structure 3 moves upward relative to the foundation 2 due to a vertical earthquake input.
When the vertical earthquake input is small, the force pulling the spring 69 is F T In the following cases, the length of the spring 69 does not change, and the distance between the structure 3 and the foundation 2 does not change from that at rest.
[0135]
However, when the earthquake input becomes large, the force pulling the spring 69 becomes F T Is exceeded, the projection 81 raises the plate 76 to exceed the tensile force of the spring 69, so that the spring 69 functions.
At this time, the rigidity of the combination of the springs 68 and 69 is K 0 + K 1 It becomes. The same applies to the case where the structure 3 moves relatively downward with respect to the foundation 2, and the tension F T Does not act as a spring until T Crosses K 0 + K 1 Acts as a spring with rigidity.
[0136]
Therefore, when the earthquake input is small, the seismic isolation spring 68 does not operate, and only when the earthquake input is large, the spring 68 operates to exhibit efficient seismic isolation performance. That is, when the seismic isolation device 75 operates for a small earthquake input, the response acceleration of the structure 3 becomes smaller than the input acceleration, but is not so reduced because it is originally small.
[0137]
On the other hand, the displacement is amplified by the operation of the seismic isolation device 75, and if the acceleration is not so reduced, only the disadvantage of increasing the displacement becomes a problem. Therefore, at the time of a small earthquake input in which the response does not exceed the set displacement, an effective seismic isolation effect can be exhibited by disabling the seismic isolation function of the seismic isolation device 75.
[0138]
Twelfth embodiment At As shown in the partial cut-away configuration diagram of FIG. Place 87.
[0139]
Further, one or a plurality of springs 88 each having a spring rigidity K are inserted between the base 2 and the flat plate 85, between the flat plate 85 and the base 87, and between the base 87 and the lower surface of the structure 3. .
The types of the springs 88 include metal springs such as coil springs and disc springs, as well as air springs, rubber blocks, and the like. Any type that can control displacement and load characteristics and has characteristics as a spring is used. Just fine.
[0140]
When the structure 3 moves, for example, downward by δ, the n springs 88 having the spring stiffness K placed between the foundation 2 and the flat plate 85 are compressed and their reaction force is increased. To push up the structure 3 with a force of Kδ per piece.
Further, the p springs 88 having a spring rigidity K placed between the flat plate 85 and the gantry 87 receive tension and try to push up the structure 3 with a reaction force of Kδ per piece.
[0141]
Further, the q springs 88 having the spring rigidity K placed between the gantry 87 and the lower surface of the structure 3 receive compression and try to push up the structure 3 with a reaction force of Kδ per piece. . That is, (n + p + q) springs 88 having rigidity K have the same effect as being in parallel in one layer between the structure 3 and the foundation 2.
[0142]
By arranging the parallel springs 88 in multiple layers in the vertical direction, it is possible to reduce the area for arranging the vertical seismic isolation springs as compared with the case where the parallel springs 88 are arranged in one layer.
In addition, the unitization of the vertical seismic isolation spring with a multi-layer structure can greatly reduce the number of units, making it easier to perform the vertical alignment when installing each unit and improving workability. Is improved.
[0143]
13th embodiment Is the In a modification of the twelfth embodiment, a seismic isolation device 89 shown in a partially cutaway configuration diagram in FIG. 22 projects a support 91 having an intermediate portion and a tip connected to a plurality of flat plates 90 from the lower surface of the structure 3. A gantry 92 having a structure surrounding the flat plate 90 and fixed to the foundation 2 is arranged.
One or more springs 88 having a spring rigidity K are inserted between the base 2 and the flat plate 90, between the flat plate 90 and the gantry 92, and further between the flat plate 90 and the lower surface of the structure 3.
[0144]
When the structure 3 moves downward, for example, by δ, n springs 88 having a spring stiffness K placed between the foundation 2 and the flat plate 90 at the tip are compressed, and the structure 3 moves in the opposite direction. An attempt is made to push up the structure 3 with a force of Kδ per piece.
Further, the p springs 88 having the spring rigidity K placed between the flat plate 90 at the front end and the gantry 92 at the lower end receive tension and try to push up the structure 3 with a force of Kδ per piece as a reaction force. .
[0145]
Similarly, q springs 88 have a spring stiffness K that is compressed between the lower frame 92 and the middle plate 90, and have a spring stiffness K that is pulled between the middle plate 90 and the upper frame 92. The r springs 88 and the s springs 88 having a spring stiffness K subjected to compression between the upper gantry 92 and the lower surface of the structure 3 try to push up the structure 3 with a force of Kδ per piece.
[0146]
In other words, the same operation as the case where (n + p + q + r + s) springs 88 having the spring stiffness K are arranged in parallel in one layer between the structure 3 and the foundation 2 is performed. In addition, by arranging the parallel springs 88 in multiple layers in the vertical direction, it is possible to reduce the area in which the springs 88 for vertical seismic isolation are arranged as compared with the case where the parallel springs 88 are arranged in one layer. Become.
[0147]
In addition, since the spring 88 for vertical seismic isolation has a multi-layer structure as a unit, the number of units can be greatly reduced, and vertical positioning when installing each unit is easy, and work efficiency is improved. Is improved.
[0148]
14th embodiment Is the In a modified example of the twelfth embodiment, a seismic isolation device 93 shown in a partially cut-away configuration diagram of FIG. 23 projects a plurality of branched vertical flat plates 94 from the lower surface of the structure 3, and extends to the center and outside of the vertical flat plate 94. The gantry 95 fixed to the foundation 2 is installed vertically.
A support 10 such as a laminated rubber is placed horizontally between the vertical flat plate 94 and the pedestal 95, and one or a plurality of the supports 10 are inserted vertically.
[0149]
The operation according to the above configuration is such that when the structure 3 moves, for example, downward by δ, all supports having a spring stiffness K (δ) disposed between the plurality of vertical flat plates 94 and the gantry 95 fixed to the foundation 2. That is, a load of K (δ) × δ is applied to the body 10.
[0150]
Here, the rigidity K (δ) is not necessarily a straight line having a constant slope in the curve of the load and the displacement of the support 10, but specifies the displacement dependency. At this time, the support 10 tries to push up the structure by K (δ) × δ per piece. As a result, all of the supports 10 placed in a multilayer structure in the vertical direction act as parallel springs.
[0151]
As described above, by arranging the supports 10 in multiple layers in the vertical direction, it is possible to reduce the area in which the supports 10 are arranged as compared with the case where the supports 10 are arranged in one layer.
In addition, by forming a unit in which the support 10 has a multilayer structure, the number of units can be significantly reduced, and the positioning in the vertical direction when each unit is installed is easy, so that work efficiency is improved.
[0152]
15th embodiment At The seismic isolation device 96 shown in the sectional view of FIG. 24 has pistons 99, 100 which move relatively identically at lower ends 97, 98 on both sides of the structure 3, and cylinders 101, 102 containing these. Is set on the foundation 2.
[0153]
Also, a cylinder head side space 103 of the cylinder 101 and a cylinder head opposite space 104 of another cylinder 102, and a cylinder head opposite space 105 of the cylinder 101 and a cylinder head space 106 of another cylinder 102 are respectively piped. Connection is made by 107 and 108, and a liquid 109 which is almost incompressible is sealed inside.
[0154]
According to the operation of the above configuration, if the vertical displacement at the lower ends 97 and 98 is different due to the rocking vibration of the structure 3, the vertical position of the piston 99 and the piston 100 is changed accordingly.
[0155]
For example, when the structure 3 rotates to the left, the position of the piston 99 at the lower end 97 is relatively lower than the position of the piston 100 at the lower end 98. At this time, it is included in the cylinder head side space 103 of the cylinder 101 at the lower end 97, the cylinder head opposite space 104 of the cylinder 102 at the lower end 98, and the pipe 107 connecting these.
[0156]
The compressed liquid 109 exerts a force to move the piston 99 at the lower end 97 upward and to move the piston 100 at the lower end 98 downward. At the same time, the space 105 at the lower end 97 on the side opposite to the cylinder head, the space 106 at the lower end 98 on the cylinder head side, and the liquid 109 contained in the pipe 108 connecting them are expanded.
[0157]
The expanded liquid 109 exerts a force to move the piston 99 at the lower end 97 upward and the piston 100 at the lower end 98 downward.
Accordingly, the piston 99 which has been displaced downward moves upward, while the piston 100 which has been displaced upward is displaced downward and is stabilized at the same displacement. For this reason, the vertical displacement of both ends of the structure 3 directly connected to the pistons 99 and 100 becomes the same, and rocking vibration is prevented.
[0158]
16th embodiment At The seismic isolation device 110 shown in the configuration diagram of FIG. 25 is installed on the foundation 2 while supporting two links of a left link 111 and a right link 112 so as to be freely rotatable at their respective centers, and installing the two links. 111 and 112 are connected to each other at one end on the center side.
[0159]
In this connection on the center side, elliptical holes 113 and 114 formed in the respective links 111 and 112 are overlapped with each other and are stopped by bolts 115 so as not to separate. Further, since the connecting portion has the elliptical holes 113 and 114, there is play, and the connecting portion can be displaced in the vertical direction.
Further, both outer ends 116 and 117 of the left link 111 and the right link 112 are respectively connected to both ends of the structure 3 via a spring 118 and a dashpot 119 of a damping mechanism.
[0160]
As an effect of the above configuration, when the structure 3 attempts to cause rocking vibration and a difference occurs in the vertical displacement at both ends thereof, a force corresponding to the displacement is transmitted through the spring 118 and the dashpot 119, and the two The positions of the left side link 111 and the right side link 112 at both outer ends 116 and 117 are about to change.
[0161]
For example, when the structure 3 rotates to the left as shown by the dotted line in FIG. 25, the left end of the lower surface of the structure 3 is lowered and the right end is raised. At this time, the spring 118 attached to the left end is compressed and tries to push down the outer end 116 of the left link 111.
Further, the spring 118 attached to the right end of the lower surface of the structure 3 receives the tension and tries to pull up the outer end 117 of the right link 112.
[0162]
When the left end of the left link 111 tries to go down, the right end of the left link 111 tries to go up, but at the same time, when the right end of the right link 112 tries to go up, the left end of the right link 112 tries to go down. However, since the right end of the left link 111 and the left end of the right link 112 are connected on the center side, the vertical displacement on the center side is restricted and does not move.
[0163]
For this reason, the outer end 116, which is the left end of the left link 111, is also restrained, thereby restricting the sinking of the left end of the structure 3 via the spring 118 and the dashpot 119. In addition, the outer end 117, which is the right end of the right link 112, is also restrained, so that the right end of the structure 3 is prevented from being lifted up through the spring 118 and the dashpot 119. This limits rocking vibration as a whole.
[0164]
On the other hand, in the case where the structure 3 moves up and down evenly left and right without rotating, for example, assuming a case where the entire structure sinks, the left end of the left link 111 and the right end of the right link 112 are similarly lowered, and both links 111 and 112 are lowered. Is similarly raised, so that the movement of the structure 3 is not restricted.
[0165]
Thereby, the vertical displacement at both ends of the lower surface of the structure 3 becomes the same, and the rocking vibration is restrained. For this reason, large expansion and contraction of the vertical seismic isolation springs at both ends of the lower surface of the structure 3 are restricted, so that a large load can be prevented from being applied to the spring 118, and the stress design of the spring 118 is facilitated. The range of possible spring applications is increased, allowing the use of more economical and reliable springs.
[0166]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, a structure installed on a foundation can be subjected to three-dimensional vibration of a structure caused by an earthquake by an elastic body and a damping mechanism acting independently in the horizontal and vertical directions directly or through a mount or the like. Seismically isolated.
In addition, the arrangement of multiple damping mechanisms and the damping capacity are unevenly arranged on the lower surface of the structure so that the damping capacity per unit area is larger in the outer area than in the inner area, and excited by horizontal earthquake The damping force against the torsional vibration and the rocking vibration is increased, and the vibration is effectively suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a seismic isolation device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing rocking vibration of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a seismic isolation device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partially cut-away enlarged front view of a second embodiment according to the present invention.
FIG. 5 is a partially cut-away configuration diagram of a seismic isolation device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partially cut-away configuration view of a seismic isolation device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partially cut-away configuration view of a seismic isolation device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a partially cutaway configuration view showing a first modification of the fifth embodiment according to the present invention.
FIG. 9 is a sectional view showing a main part of a second modification of the fifth embodiment according to the present invention.
FIG. 10 is a partially cut-away configuration diagram of a seismic isolation device of a sixth embodiment according to the present invention.
FIG. 11 is a partially cut-away configuration view of a seismic isolation device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a partially cut-away configuration view of a seismic isolation device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a configuration diagram of a seismic isolation device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a characteristic curve diagram of load and displacement of a ninth embodiment according to the present invention.
FIG. 15 is a configuration diagram of a seismic isolation device of a tenth embodiment according to the present invention.
FIG. 16 is a characteristic curve diagram of a load and a displacement of the tenth embodiment according to the present invention.
FIG. 17 is a partially cut-away enlarged configuration diagram of a tenth embodiment according to the present invention.
FIG. 18 is a configuration diagram of an eleventh embodiment of the seismic isolation device according to the present invention.
FIG. 19 is a partially cut-away enlarged configuration diagram of an eleventh embodiment according to the present invention.
FIG. 20 is a characteristic curve diagram of load and displacement of an eleventh embodiment according to the present invention.
FIG. 21 is a partially cut-away configuration view of a seismic isolation device of a twelfth embodiment according to the present invention.
FIG. 22 is a partially cut-away configuration view of a seismic isolation device of a thirteenth embodiment according to the present invention.
FIG. 23 is a partially cut-away configuration view of a seismic isolation device of a fourteenth embodiment according to the present invention.
FIG. 24 is a configuration sectional view of a seismic isolation device of a fifteenth embodiment according to the present invention.
FIG. 25 is a configuration diagram of a seismic isolation device of a sixteenth embodiment according to the present invention.
FIG. 26 is a partially cut-away configuration view of a conventional first seismic isolation device.
FIG. 27 is a partially cut-away configuration view of a second conventional seismic isolation device.
FIG. 28 is a front view of a first conventional seismic isolation device.
FIG. 29 is a front view of a third conventional seismic isolation device.
FIG. 30 is a front view of a fourth conventional seismic isolation device.
FIG. 31 is a front view of a fifth conventional seismic isolation device.
FIG. 32 is a front view of a sixth conventional seismic isolation device.
FIG. 33 is a partially cutaway front view of a seventh conventional seismic isolation device.
FIG. 34 is a front view of a conventional eighth seismic isolation device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ground, 2 ... Foundation, 3 ... Structure, 4, 5, 15, 18, 20, 24, 25, 29, 37, 40, 45, 46, 49, 55, 61, 63, 67, 71, 75 , 84, 89, 93, 96, 110 ... seismic isolation device, 6, 74, 78, 87, 92, 95 ... stand, 7 ... seismic isolation mechanism, 8 ... bearing, 9 ... support base, 10, 16 ... support , 11, 17, 38: elastic body, 12: iron plate, 13: upper plate, 14: lower plate, 19, 34: coil spring, 21: support member, 22: rubber film, 23: air spring, 26: disc spring 27 upper guide, 28 lower guide, 30 slide plate, 31 ball bearing, 32 carriage, 33 guide shaft, 35 fixture, 36, 60, 62, 65, 68, 69, 70, 73 , 88, 118 ... spring, 39, 41, 44, 44a ... damping mechanism, 2. Structure support wall 43 Guide mechanism 47 Floating body storage chamber 48, 109 Liquid, 50 First gantry 51, 53 Pulley, 52 Spring wire, 54 Second gantry 56 ... pits, 57, 64 ... upper mount, 58 ... wire, 59 ... intermediate mount, 66 ... pulley, 72, 72a ... stopper, 76, 77, 79, 80 ... plate, 81, 82 ... projection, 83 ... column, 85 , 90 ... flat plate, 86, 91 ... column, 94 ... vertical flat plate, 97, 98 ... lower end, 99, 100 ... piston, 101, 102 ... cylinder, 103, 106 ... cylinder head side space, 104, 105 ... cylinder head Opposite space, 107, 108 ... pipe, 111 ... left link, 112 ... right link, 113, 114 ... hole, 115 ... bolt, 116, 117 ... link outer end, 119 ... Dashpot.

Claims (2)

基礎と構造物との間に介挿して前記構造物を支持し,水平方向及び上下方向に弾性変形する複数の弾性体と、同じく前記基礎と前記構造物との間に介挿して前記構造物を支持すると共に,前記構造物下面の単位面積あたりの減衰容量が前記構造物の下面において内側領域より外周領域で大きくなるように不均等に配置し,水平方向及び上下方向の変位を減衰させる複数の減衰機構とからなることを特徴とする免震装置。 By inserting between the foundation and the structure to support the structure, the structure by inserting between a plurality of elastic bodies elastically deformed in the horizontal direction and the vertical direction, as in the basic and the structure to support the plurality of damping capacity per unit area of the structure bottom surface is placed unevenly to be larger at the outer region than the inner region in the lower surface of the structure, to attenuate the displacement in the horizontal and vertical directions A seismic isolation device characterized by comprising a damping mechanism. 基礎と構造物との間で,前記基礎に設置された支持体及び第1の減衰機構に取り付けられた複数の架台と、前記各架台と前記構造物との間に配置されて前記構造物の水平方向の動きを規制すると共に上下方向に移動自在に案内する案内機構と、前記各架台上に,当該各架台と前記構造物との間に介挿して前記構造物を支持し,上下方向に弾性変形する複数の弾性体と、同じく当該各架台と前記構造物との間に介挿して前記構造物を支持すると共に,前記構造物下面の単位面積あたりの減衰容量が前記構造物下面において内側領域より外周領域で大きくなるように不均等に配置し上下方向の変位を減衰させる複数の第2の減衰機構とからなることを特徴とする免震装置。 A plurality of pedestals attached to the support and the first damping mechanism installed on the foundation between the foundation and the structure; and a plurality of pedestals arranged between the pedestals and the structure , A guide mechanism that regulates horizontal movement and guides the movable structure in a vertical direction, and supports the structure by interposing between the structural units and the structure on each of the structural units; inside a plurality of elastic body elastically deformed, while supporting the structure and also interposed between the respective frame and the structure, the damping capacity per unit area of the structure bottom surface in the structure lower surface seismic isolation device characterized by consisting placed unevenly to be larger at the outer region than the region, and the plurality of second damping mechanism for damping the vertical displacement.
JP19828195A 1995-08-03 1995-08-03 Seismic isolation device Expired - Fee Related JP3576281B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19828195A JP3576281B2 (en) 1995-08-03 1995-08-03 Seismic isolation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19828195A JP3576281B2 (en) 1995-08-03 1995-08-03 Seismic isolation device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003285048A Division JP2004069067A (en) 2003-08-01 2003-08-01 Base-isolating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0941713A JPH0941713A (en) 1997-02-10
JP3576281B2 true JP3576281B2 (en) 2004-10-13

Family

ID=16388523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19828195A Expired - Fee Related JP3576281B2 (en) 1995-08-03 1995-08-03 Seismic isolation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3576281B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7223191B1 (en) 2022-04-09 2023-02-15 慎哉 渡邊 Bridge bearings and bridges

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5338611B2 (en) * 2009-10-19 2013-11-13 株式会社大林組 Vertical seismic isolation device
JP5675279B2 (en) * 2010-11-02 2015-02-25 清水建設株式会社 Seismic isolation device installation structure
JP6644594B2 (en) * 2016-03-18 2020-02-12 三菱Fbrシステムズ株式会社 Seismic isolation device
CN114263385B (en) * 2022-01-28 2023-05-30 天津大学 Vertical shock insulation support capable of bearing large horizontal force and layered shock insulation pivot structure
JP7161260B1 (en) * 2022-07-13 2022-10-26 悦志 佐藤 Vibration control damper

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7223191B1 (en) 2022-04-09 2023-02-15 慎哉 渡邊 Bridge bearings and bridges
JP2023155089A (en) * 2022-04-09 2023-10-20 慎哉 渡邊 Bridge bearing and bridge

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0941713A (en) 1997-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9021751B2 (en) Frictional non rocking damped base isolation system to mitigate earthquake effects on structures
JPH10504088A (en) Tuning mass damper
JPH10213177A (en) Base isolation unit and three-dimensional base isolating device using it
JP2004069067A (en) Base-isolating device
JP3576281B2 (en) Seismic isolation device
JP5621101B1 (en) Seismic foundation for buildings
JPH11264445A (en) Base isolation device
JP2006342884A (en) Base isolation device
JP3026446B2 (en) Seismic isolation device
US5348266A (en) Reduced horizontal stiffness vibration isolation system
JPH0972125A (en) Vibration isolator for box-shaped structure
AU2021104588A4 (en) A method to suppress Vibration in a Civil Engineering Structure using a 3-Dimensional Isolator.
JP2019190539A (en) Passive type anti-vibration device of building
JPS62159824A (en) Earthquake motion releasing/vibration removing support device
JP7355627B2 (en) Anti-vibration structure
JP3326421B2 (en) Seismic isolation device
JP4100150B2 (en) Damping structure, liquid system vibration device used therefor, and structure provided with damping structure
CN215106211U (en) Parallel spring plate type tuned mass damper with adjustable frequency range
JP2011099538A (en) Vertical base isolation system
JP2000130506A (en) Three-dimensional base isolation device
JP3115586B2 (en) Three-dimensional seismic isolation device for structures using spherical rubber bearings
JPH09144375A (en) Base isolation device
JP2939913B2 (en) Long-period dynamic vibration absorber for structures
JPH0720284Y2 (en) Seismic isolation device
SU912842A1 (en) Vibration-insulated foundation

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040218

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040323

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040521

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20040610

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040706

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040707

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees