JP3729450B2 - 免震装置 - Google Patents
免震装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3729450B2 JP3729450B2 JP2002199649A JP2002199649A JP3729450B2 JP 3729450 B2 JP3729450 B2 JP 3729450B2 JP 2002199649 A JP2002199649 A JP 2002199649A JP 2002199649 A JP2002199649 A JP 2002199649A JP 3729450 B2 JP3729450 B2 JP 3729450B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sphere
- small
- case
- curved surface
- pedestal
- 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
Links
Images
Landscapes
- Foundations (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築構造物(以下「建造物」)の上部構造体と、それを支持する基礎などの下部構造体との間に介在し、上部構造体と下部構造体との水平方向への相対移動を許容して地震エネルギーを吸収する免震装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の免震装置としては、たとえば、「弾性支持方式」と呼ばれるものが知られている。これは、建造物の上部構造体と下部構造体との間に積層ゴムなどの弾性体を介在させ、その弾性体の弾性変形によって地震エネルギーを吸収するというものである。
【0003】
図6は、従来の免震装置の構造図である。図において、建造物の基礎1は、免震装置2を設置するために、下部基礎3と上部基礎4とに分かれている。複数の免震装置2は、それぞれ、下部基礎3の基礎梁3aと上部基礎4の基礎梁4aとの間に取り付けられる。
【0004】
各々の免震装置2は、薄い鋼板2aとゴム板2bとを交互に張り合わせて構成されており、ゴム板2bの弾性変形により、積層方向と直交する方向(図では左右方向)への動きを弾性的に許容する。したがって、この構成によれば、たとえば、基礎1に水平方向の揺れが加えられた場合に、その揺れを免震装置2の弾性変形で吸収することができ、上部構造体5への地震エネルギーの伝達を抑制することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の免震装置2は、ゴム板2bの弾性変形を利用して地震エネルギーを吸収し、上部構造体5への伝達を抑制するものであるが、効果的な弾性変形を引き出すためには、ある程度の外力(地震エネルギー)が必要であり、とりわけ、ゴム板2bの厚み方向に上部建造物5の荷重が加わっている場合は、それに打ち勝つだけの相当大きな外力が必要になるから、特に小さな揺れに対しては、充分な抑制効果を得ることが難しいという問題点がある。
【0006】
そこで本発明は、小さな揺れに対しても充分な抑制効果を得ることができる高感度の免震装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明による免震装置は、建造物の上部構造体と下部構造体との間に介在して、上部構造体と下部構造体との水平方向への相対移動を許容する免震装置において、底部に湾曲面を形成するとともにその湾曲面の周囲を壁で取り囲んだ台座と、前記台座の湾曲面に着座する少なくとも3個の小球体と、前記小球体の上に載置させられた1個の大球体と、前記大球体を包囲し且つ前記台座及び小球体と離隔したケースと、を備え、前記小球体の直径を1としたとき、前記大球体の直径がほぼ2になる関係にあり、かつ前記湾曲面の曲率半径は、前記小球体の直径に前記大球体の半径を加えた値に相当するものとされているものである。
【0008】
ここで、「上部構造体」とは、建造物の上部基礎、またはその上部基礎の梁、若しくはその上部基礎の上に構築される構造物(建造物の柱やその他のもの)のことをいう。
【0009】
また、「下部構造体」とは、建造物の基礎、下部基礎、またはその基礎や下部基礎の梁、若しくはそれらに相当するもののことをいう。
【0010】
この発明では、ケースと台座との間に1個の大球体と少なくとも3個の小球体が介在し、これらの大球体と小球体は、互いに球面接触して小さな転がり抵抗で相互の転動を許容するうえ、さらに、台座やケースとも点接触する。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明による免震装置は、建造物の上部構造体と下部構造体との間に介在して、上部構造体と下部構造体との水平方向への相対移動を許容する免震装置において、
底部に湾曲面を形成するとともにその湾曲面の周囲を壁で取り囲んだ台座と、
前記台座の湾曲面に着座する少なくとも3個の小球体と、
前記小球体の上に載置させられた1個の大球体と、
前記大球体を包囲し且つ前記台座及び小球体と離隔したケースと、を備え、
前記小球体の直径を1としたとき、前記大球体の直径がほぼ2になる関係にあり、
かつ前記湾曲面の曲率半径は、前記小球体の直径に前記大球体の半径を加えた値に相当するものであり、
前記ケースは、
建造物の上部構造体に取り付けて使用する取り付け部分を有するものであり、
ケースの上端部には弾性体が配置され、該弾性体はその外周部がケースに固定されているとともに、その略中心部が前記大球体に接しているとされているものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1は、実施の形態に係わる免震装置の構造図、図2は、その断面図である。これらの図において、免震装置10は、下から順に、台座11、n個(nは3またはそれ以上の正数;図示の例ではn=3)の小球体12〜14からなる小球体群15、1個の大球体16及びケース17により構成されている。
【0014】
小球体12〜14は金属等の剛性素材で球状に成形されており、それぞれ同一の直径D1 を有している。
【0015】
また、大球体16も小球体12〜14と同様に金属等の剛性素材で球状に成形されており、大球体16の直径D2 は小球体12〜14の直径D1 の2倍の大きさ(D2=2D1)に設定されている。
【0016】
台座11は、任意形状(図では円形状)のプレート11aと、プレート11aの上面に形成された湾曲面11bと、その湾曲面11bを取り囲むようにして筒状に立設された壁11cとを有している。湾曲面11bは、壁11cから曲面中心にかけてほぼ一定の曲率で傾斜しており、プレート11aの厚みは、湾曲面11bの曲面中心で最小となっている。湾曲面11bの曲率半径Rは、小球体12〜14の直径D1と大球体16の半径(D 2 /2)との加算値(D1+D2 /2)の2倍を直径とする仮想球体の半径に等しい。
【0017】
壁11cと小球体12〜14との間には、所定の余裕(2α)が設けられており、これによって、湾曲面11bの上で小球体12〜14が転動できるようになっている。
【0018】
大球体16は、小球体12〜14の上に載置され、その大球体16の上から筒状のケース17を被せて組み立てられる。ケース17の上端部17aは建造物の上部構造体(図5の符号30参照)への取り付け部位として用いられ、その上端部17aは複数枚の皿バネ18aを積層した皿バネ積層体18によって閉鎖されている。
【0019】
図3は、皿バネ積層体18と大球体16の要部拡大図である。この図において、(a)は上部構造体への取り付け前の状態であり、(b)は取り付け後の状態である。皿バネ積層体18は、その外周部がケース17に固定されていると共に、その略中心部が大球体16に点接触している。Paは皿バネ積層体18と大球体16との接触点である。同図(a)の取り付け前の状態では、ケース17の上端部17aに荷重(上部構造体の荷重)が加えられていないので、皿バネ積層体18に大きな変形は見られないが、同図(b)の取り付け後の状態では、上部構造体の荷重Faが加えられるため、皿バネ積層体18がたわみ、接触点Paに荷重Faに対応した力が加えられる。
【0020】
図4は、小球体12〜14と大球体16の関係図である。詳しくは、同図(a)は小球体12〜14の上に大球体16を載置しただけの状態図、同図(b)はさらに上部構造体の荷重Faを加えたときの状態図である。なお、この図では小球体13は小球体12、14の後ろに隠れて見えていないが、見えているものと仮定して説明する。
【0021】
同図(a)において、Pbは大球体16の中心点、Pcは大球体16と小球体12〜14との接触点、Pdは小球体12〜14と湾曲面11bとの接触点、LaはPb、Pc及びPdを結ぶ仮想線、Lbは湾曲面11bとの接線(Pdを通る接線)である。先にも説明したとおり、小球体12〜14の直径D1と大球体16の直径D2は、「2D1=D2」の関係にあり、且つ、湾曲面11bの曲率半径Rは、「R=D1+D2 /2」の関係にある。これらの関係を満たしている場合、接線Lbと仮想線Laは直角に交わる。したがって、同図(a)に示す小球体12〜14と大球体16の関係は崩れない。
【0022】
一方、同図(b)において、Paは皿バネ積層体18と大球体16との接触点(この接触点Paは上部構造体の加重Faの印加点でもある)、Peは大球体16と小球体12〜14との接触点、Pfは小球体12〜14と湾曲面11bとの接触点である。上記の関係(「2D1=D2」且つ「R=D1+D2 /2」)を満たしている場合、上部構造体の荷重Faが加えられた場合であっても、同図(b)に示す小球体12〜14と大球体16の関係は、同図(a)の場合と同様で崩れない。
【0023】
今、同図(b)の状態で、ケース17と台座11との間に相対的な水平運動(図面の横方向の運動)を加えた場合、たとえば、ケース17を固定して台座11に右方向の力Fbを加えた場合は、この力Fbにより、大球体16と小球体12〜14が転動し、その結果、台座11の位置だけが変化してケース17の位置は変わらない。したがって、力Fbに伴う横揺れがケース17に伝わらず、地震エネルギーの抑制効果が得られる。
【0024】
しかも、この抑制効果は、従来例のような弾性変形を利用したものではなく、球体(大球体16及び小球体12〜14)の転がり運動(転動)を利用したものであり、かかる“転動”は小さな接触点によって低抵抗で許容されるから、とりわけ、小さな揺れに対して充分な抑制効果を得ることができ、高感度の免震装置を実現できるというメリットが得られる。
【0025】
図5は、建造物への適用状態図である。免震装置10は、建造物の上部構造体30と下部構造体31との間に入れて用いられる。すなわち、建造物の下部構造体31に台座11を取り付け、且つ、ケース17の上端部17aに上部構造体30を取り付けて用いられる。なお、図では省略しているが、台座11と下部構造体31の間、及び、ケース17の上端部17aと上部構造体30との間は、それぞれ適切な接合方法(たとえば、ボルト接合や溶接またはリベット止め等の手法)によって強固に取り付けられることはもちろんである。
【0026】
上部構造体30は、建造物の上部基礎、またはその上部基礎の梁、若しくはその上部基礎の上に構築される構造物(建造物の柱やその他のもの)であり、また、下部構造体31は、建造物の基礎、下部基礎、またはその基礎や下部基礎の梁、若しくはそれらに相当するものである。
【0027】
今、地震エネルギーによる横揺れAが下部構造体31に加えられたとすると、下部構造体31に取り付けられた台座11も同方向に横揺れする。しかし、台座11とケース17との間には、互いに点接触した大球体16と小球体12〜14が介在しているため、台座11の横揺れAは、大球体16と小球体12〜14の転動によって吸収され、ケース17(上部構造体30)には伝えられない、または小さな横揺れBしか伝えられない。
【0028】
なお、免震装置10は、組み立て後の状態(ユニット化した状態)で建築現場に搬入されることが望ましい。組み立てミスの回避と組み立て精度の維持を図ることができ、しかも、建築現場作業の簡素化を図ることができるからである。
【0029】
また、大球体16や小球体12〜14の大きさ(直径D1、D2)は、対象とする建築物の重さ(1個の免震装置10の分担荷重)に対応させて最適に設定する。軽荷重の場合はそれぞれの直径D1、D2を小さくし、逆に大荷重の場合はそれぞれの直径D1、D2を大きくすればよい。いずれにせよ。前記の関係(「2D1=D2」且つ「R=D1+D2 /2」)を満たしていればよい。また、免震装置10をユニット化して提供する場合は、荷重範囲を何段階かに区分し、それぞれの荷重範囲に適合する品種をあらかじめ揃えておけばよい。
【0030】
また、本実施の形態では、ケース17の上端面を皿バネ積層体18で閉鎖したので、免震装置10に加えられる荷重を皿バネ積層体18bを介して、大球体16と小球体12〜14に伝えることができる。このため、各接触点に作用する力を皿バネ積層体18の弾性力で緩衝することができ、同接触点の物理的損傷を回避することができる。この場合、皿バネ積層体18bは発明の要旨に記載の「弾性体」に相当し、ケース18の上端部18aは同要旨に記載の「取り付け部分」に相当する。
【0031】
以上の説明では、小球体12〜14の数nを3個としているが、この数に限定されない。大球体16を支承できる数であればよく、少なくとも3個以上の正数(3、4、5、6、・・・・)であればよい。
【0032】
【発明の効果】
この発明によれば、ケースと台座との間に1個の大球体と少なくとも3個の小球体が介在し、小球体の直径を1としたとき、大球体の直径がほぼ2になる関係にあり、かつ台座の湾曲面の曲率半径は小球体の直径に大球体の半径を加えた値に相当するものであり、前記ケースは、建造物の上部構造体に取り付けて使用する取り付け部分を有するものであり、ケースの上端部には弾性体が配置され、該弾性体はその外周部がケースに固定されているとともに、その略中心部が前記大球体に接した構成とすることにより、これらの大球体と小球体は互いに球面接触して小さな転がり抵抗で相互の転動を許容するので、たとえば、前記台座を建造物の下部構造体に取り付け、且つ、前記ケースを建造物の上部構造体に取り付けて使用した場合に、下部構造体と上部構造体との間の水平方向の相対運動を上記の小さな転がり抵抗でスムーズに許容することができ、とりわけ、小さな揺れに対して充分な抑制効果を得ることができる高感度の免震装置を提供することができるとともに、また、大球体と小球体との接触点に加えられる荷重を弾性体によって緩衝することができ、接触点の物理的損傷を回避することができる。
【0033】
また、建造物の上部構造体と下部構造体との間に介在して、上部構造体と下部構造体との水平方向への相対移動を許容する免震装置において、底部に湾曲面を形成するとともにその湾曲面の周囲を壁で取り囲んだ台座と、前記台座の湾曲面に着座する少なくとも3個の小球体と、前記小球体の上に載置させられた1個の大球体と、前記大球体を包囲し且つ前記台座及び小球体と離隔したケースとをユニット化し、小球体の直径を1としたとき、大球体の直径がほぼ2になる関係にあり、かつ台座の湾曲面の曲率半径は小球体の直径に大球体の半径を加えた値に相当するものとし、前記ケースは、建造物の上部構造体に取り付けて使用する取り付け部分を有するものであり、ケースの上端部には弾性体が配置され、該弾性体はその外周部がケースに固定されているとともに、その略中心部が前記大球体に接したように構成すれば、組み立てミスの回避と組み立て精度の維持を図ることができるうえ、建築現場では上部構造体と下部構造体との間にユニットを設置するだけでよく、いちいち部品を組み立てる必要がないので、作業の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態に係わる免震装置の構造図である。
【図2】 実施の形態に係わる免震装置の断面図である。
【図3】 皿バネ積層体18と大球体16の要部拡大図である。
【図4】 小球体12〜14と大球体16の関係図である。
【図5】 実施の形態に係わる免震装置の建造物への適用状態図である。
【図6】 従来の免震装置の構造図である。
【符号の説明】
10 免震装置
11 台座
11b 湾曲面
11c 壁
12 小球体
13 小球体
14 小球体
16 大球体
17 ケース
17a 上端部(取り付け部分)
18 皿バネ積層体(弾性体)
30 上部構造体
31 下部構造体
Claims (2)
- 建造物の上部構造体と下部構造体との間に介在して、上部構造体と下部構造体との水平方向への相対移動を許容する免震装置において、
底部に湾曲面を形成するとともにその湾曲面の周囲を壁で取り囲んだ台座と、
前記台座の湾曲面に着座する少なくとも3個の小球体と、
前記小球体の上に載置させられた1個の大球体と、
前記大球体を包囲し且つ前記台座及び小球体と離隔したケースと、を備え、
前記小球体の直径を1としたとき、前記大球体の直径がほぼ2になる関係にあり、
かつ前記湾曲面の曲率半径は、前記小球体の直径に前記大球体の半径を加えた値に相当するものであり、
前記ケースは、
建造物の上部構造体に取り付けて使用する取り付け部分を有するものであり、
ケースの上端部には弾性体が配置され、該弾性体はその外周部がケースに固定されているとともに、その略中心部が前記大球体に接していることを特徴とする免震装置。 - 建造物の上部構造体と下部構造体との間に介在して、上部構造体と下部構造体との水平方向への相対移動を許容する免震装置において、
底部に所定曲率の湾曲面を形成するとともにその湾曲面の周囲を壁で取り囲んだ台座と、
前記台座の湾曲面に着座する少なくとも3個の小球体と、
前記小球体の上に載置させられた1個の大球体と、
前記大球体を包囲し且つ前記台座及び小球体と離隔したケースとをユニット化して構成し、
前記小球体の直径を1としたとき、前記大球体の直径がほぼ2になる関係にあり、
かつ前記湾曲面の曲率半径は、前記小球体の直径に前記大球体の半径を加えた値に相当するものであり、
前記ケースは、
建造物の上部構造体に取り付けて使用する取り付け部分を有するものであり、
ケースの上端部には弾性体が配置され、該弾性体はその外周部がケースに固定されているとともに、その略中心部が前記大球体に接していることを特徴とする免震装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002199649A JP3729450B2 (ja) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 免震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002199649A JP3729450B2 (ja) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 免震装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004044102A JP2004044102A (ja) | 2004-02-12 |
JP3729450B2 true JP3729450B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=31706728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002199649A Expired - Fee Related JP3729450B2 (ja) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 免震装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3729450B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4073407B2 (ja) * | 2004-02-25 | 2008-04-09 | 有限会社山橋建設 | 建築構造物の免震装置 |
JP5285821B1 (ja) * | 2013-02-22 | 2013-09-11 | 愼一 石井 | 免振構造 |
-
2002
- 2002-07-09 JP JP2002199649A patent/JP3729450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004044102A (ja) | 2004-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH1046867A (ja) | 耐震装置 | |
JP3729450B2 (ja) | 免震装置 | |
JP2007063844A (ja) | 建築物の免震構造 | |
JP2000017889A (ja) | 免震装置 | |
JP4439694B2 (ja) | 高層建物の高減衰架構 | |
JP3026446B2 (ja) | 免震装置 | |
JP2769686B2 (ja) | 一般家屋用耐震装置 | |
JP2000065136A (ja) | 滑り型免震装置 | |
JP4613333B2 (ja) | 免震装置 | |
JPH0262670B2 (ja) | ||
JP3713645B2 (ja) | 積層ゴムを用いた免震装置 | |
JPH0914346A (ja) | 免震装置 | |
JP2006125503A (ja) | 構造体用耐震システム及びこのシステムに利用可能な耐震連結装置 | |
JP2000104420A (ja) | 免震構造物 | |
JP2555833B2 (ja) | 免震装置 | |
JPH03228940A (ja) | 免振用支承装置 | |
JP2003269007A (ja) | 免震装置 | |
JP3249451B2 (ja) | 免震装置 | |
KR200154452Y1 (ko) | 헬리패드를 이용한 고층건물의 제진구조 | |
JP6828328B2 (ja) | 免震構造 | |
JP3961748B2 (ja) | 振動減衰装置 | |
JPH11159186A (ja) | 免震装置 | |
JP2002115415A (ja) | 回転中心指定型ロッキング機構及び該機構を利用した構造システム | |
JP2000345738A (ja) | 建物間衝突緩衝方法 | |
JPH0925738A (ja) | 免震装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050328 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050422 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050715 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050725 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050906 |
|
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: 20050930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050930 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081014 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091014 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101014 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111014 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131014 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |