JP3931745B2

JP3931745B2 - 免震支承装置

Info

Publication number: JP3931745B2
Application number: JP2002189209A
Authority: JP
Inventors: 明雄鈴木; 澄夫川口; 昌己持丸; 修一長田; 充宮崎; 修平金子
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004027758A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物を支持すると共に、地震振動から免震する免震支承装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
免震支承装置としては、ゴム層と鋼鈑層とが交互に積層されている積層体を具備したものが知られているが、免震すべき振動方向を特定できないビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物用の免震支承装置では、免震特性に無方向性の円柱型の積層体が用いられる。
【０００３】
ところで、円柱型の積層体では、水平方向の大きな変形においてその上面と下面との平面視における重なり合いの面積が小さい結果、耐座屈性能が劣ることになり、この耐座屈性能を向上させるためには、その径を大きくして大型にする必要があるが、ビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物用の免震支承装置では、橋梁と比較してその設置空間が制限されるために、積層体の水平方向の大型化は困難である。
【０００４】
また、円柱型の積層体では、その積層体を構成するゴム層及び鋼鈑層を得るために、素材としての矩形のゴム板及び鋼板から円形のゴム板及び鋼板を得るために、使用しない無駄となる部分が素材に多く生じて素材の利用率が極めて低く、したがって、円柱型の積層体を具備した免震装置は割高となる。
【０００５】
加えて、積層体は、通常、金型内でゴム板を加硫させてゴム板及び鋼板を互いに固着させて製造されるが、積層体が円柱型であると、種々の大きさの積層体を製造するには各積層体に対応した金型を準備しなければならず、斯かる点からも円柱型の積層体を具備した免震装置は割高となる。
【０００６】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、小型でも耐座屈性能に優れて、しかも、容易に且つ安価に製造できる、ビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物用に好適な免震支承装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様のビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物用の免震支承装置は、弾性層と剛性層とが交互に積層されている積層体を具備しており、ここで、積層体は、平面視において実質的に多角形の外形を有している。
【０００８】
第一の態様の免震装置によれば、積層体が平面視において多角形の外形を有しているために、円柱型の積層体と比較して、水平方向の大きな変形においてもその上面と下面との平面視における重なり合いの面積が大きい結果、小型でも優れた耐座屈性能を有することになり、加えて、素材としての矩形のゴム板及び鋼板等から無駄を少なくして弾性層と剛性層とのためのゴム板及び鋼板を得ることができる上に、積層体が多角柱であるために、円弧面を有しない金型でもって斯かる積層体をゴム板の加硫を介して製造できる結果、種々の大きさの積層体を容易に且つ安価に製造できる。
【０００９】
本発明において、多角形は三角形以上を含むが、好ましくは本発明の第二の態様の免震装置のように、積層体は、平面視において実質的に正六角形の外形を有しており、より好ましくは本発明の第三の態様の免震装置のように、積層体は、平面視において実質的に内角の角度が互いに等しい八角形の外形を有している。
【００１０】
第二又は第三の態様の免震装置によれば、積層体が平面視において実質的に正六角形又は内角の角度が互いに等しい八角形の外形を有しているため、換言すれば、積層体が実質的に正六角柱又は角部が互いに等しい角度をもった八角柱であるために、三角柱及び四角柱の積層体に比較して、免震効果の方向性が少なくなり、より好ましい免震効果を得ることができる。
【００１１】
第三の態様の免震装置において、互いに平行な一対の辺は、この一対の辺に対して直交すると共に互いに平行な他の一対の辺間の距離をＬ１とすると、好ましくは本発明の第四の態様の免震装置のように、次式で表される長さＬｘ１を有しており、
【数５】

また、より好ましくは本発明の第五の態様の免震装置のように、次式で表される長さＬｘ１を有している。
【数６】

【００１２】
また第四又は第五の態様の免震装置において、一対の辺に対して直交すると共に互いに平行な他の一対の辺は、この他の一対の辺に対して直交すると共に互いに平行な前記の一対の辺間の距離をＬ２とすると、好ましくは本発明の第六の態様の免震装置のように、次式で表される長さＬｘ２を有しており、
【数７】

また、より好ましくは本発明の第七の態様の免震装置のように、次式で表される長さＬｘ２を有している。
【数８】

【００１３】
積層体が平面視において実質的に内角の角度が互いに等しい八角形の外形を有している場合において、免震効果の方向性を少なくするには、Ｌｘ１を
【数９】

に等しく、またＬｘ２を
【数１０】

に等しくすることが最も好ましいのであるが、Ｌｘ１を
【数１１】

よりも小さく、またＬｘ２を
【数１２】

よりも小さくすると、弾性層及び剛性層のための素材において使用しない無駄となる部分が多く生じて素材の利用率が低くなって製造原価が割高となる。
【００１４】
更に、Ｌｘ１をＬ１に等しくし、またＬｘ２をＬ２に等しくすると、六角形又は四角形となり、免震効果の方向性の低減効果が少なくなるという八角形にした意義がなくなる。
【００１５】
八角柱の積層体において弾性層及び剛性層の素材の利用率と免震効果の方向性の低減効果とに鑑みて、好ましいＬｘ１及びＬｘ２の範囲において、Ｌｘ１が
【数１３】

であって、Ｌｘ２が
【数１４】

である。
【００１６】
本発明の第八の態様の免震装置では、一対の辺間の距離Ｌ２と他の一対の辺間の距離Ｌ１とは、互いに等しくなっており、斯かる免震装置によれば、全方位に関して免震効果を略均等に得ることができる。
【００１７】
本発明において、弾性層及び剛性層の夫々は、積層体の平面視における外形と同一の外形を有していてもよいが、特に、剛性層は、好ましくは本発明の第九の態様の免震装置のように、平面視において、積層体の平面視における外形の内側において当該外形と実質的に相似な外形を有している。
【００１８】
本発明の第十の態様の免震装置では、上記のいずれかの態様の免震装置において、積層体は、弾性層と剛性層とを取り囲んだ外被層を有しており、外被層を含んで積層体は、平面視において実質的に多角形の外形を有している。
【００１９】
第十の態様の免震装置によれば、剛性層を外被層で保護できるために、剛性層を鋼板等の金属板で構成する場合には、剛性層の腐食等を防ぐことができる。
【００２０】
本発明の第十一の態様の免震装置は、上記のいずれかの態様の免震装置において、弾性層と剛性層とを貫通した少なくとも一つの柱状孔に配された柱状の鉛を有している。
【００２１】
第十一の態様の免震装置によれば、免震効果に加えて柱状の鉛によって減衰効果をも効果的に得ることができ、而して、地震等に起因して建物に伝達された水平振動を可及的に速やかに減衰させることができる。
【００２２】
本発明の第十二の態様の免震装置は、上記の第一から第十のいずれかの態様の免震装置において、弾性層と剛性層とを貫通した複数の円柱状孔の夫々に配された円柱状の鉛を有している。
【００２３】
第十二の態様の免震装置によれば、複数の円柱状の鉛を有しているために、複数の鉛でもって分散して地震等に起因して建物に伝達された水平振動を可及的に速やかに減衰させることができる結果、減衰効果をより効果的に得ることができる。
【００２４】
第十二の態様の免震装置において、複数の円柱状孔の夫々は、本発明の第十三の態様の免震装置のように、その中心が積層体の平面視における多角形の外形を規定する辺の中央部と多角形の中心とを結ぶ線上に実質的に位置するように配されていても、本発明の第十四の態様の免震装置のように、その中心が積層体の平面視における多角形の外形の角部と多角形の中心とを結ぶ線上に実質的に位置するように配されていてもよい。
【００２５】
第五及び第七の態様、特に第八の態様の免震装置においては、複数の円柱状孔の夫々は、好ましくは、その中心が積層体の平面視における多角形の外形を規定する辺のうちの一対の辺及び他の一対の辺に挟まれる他の二つの辺の夫々の中央部と多角形の中心とを結ぶ線上に実質的に位置するように配される。
【００２６】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２において、本例のビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物用の免震支承装置１は、天然又は合成ゴム等からなる複数の八角形の板状の弾性層２と鋼鈑等からなる複数の八角形の板状の剛性層３とが交互に積層されている積層体４を具備している。
【００２８】
積層体４は、弾性層２及び剛性層３に加えて、弾性層２及び剛性層３の外周側に配されて弾性層２と剛性層３とを取り囲んでいると共に弾性層２に一体形成された外被層５を具備しており、天然又は合成ゴム等からなる外被層５を含んで特に図２に示すように平面視において実質的に多角形の外形、本例では、平面視において実質的に八個の角部６の内角の角度θが互いに等しい八角形の外形を有している。
【００２９】
積層体４の平面視における八個の角部６の内角の角度θが実質的に全て互いに等しい図２に示す八角形の外形において、互いに平行な一対の辺２１及び２２は、この一対の辺２１及び２２に対して直交すると共に互いに平行な他の一対の辺２３及び２４間の距離をＬ１とすると、略０．７・Ｌ１に等しい長さＬｘ１を有しており、一対の辺２３及び２４は、一対の辺２３及び２４に対して直交すると共に互いに平行な一対の辺２１及び２２間の距離をＬ２とすると、略０．７・Ｌ２に等しい長さＬｘ２を有しており、本例では、長さＬｘ１と長さＬｘ２とは互いに等しくなっていると共に、距離Ｌ２と距離Ｌ１とは、互いに等しくなっており、また、一対の辺２１及び２２並びに一対の辺２３及び２４に挟まれる更に他の辺１１、１２、１３及び１４は、一対の辺２１及び２２並びに一対の辺２３及び２４の長さＬｘ１及びＬｘ２よりも短い長さを有している。辺１１及び１２は、互いに平行となっており、辺１３及び１４もまた、互いに平行となっている。
【００３０】
弾性層２及び外被層５に加硫接着されている剛性層３は、平面視において、積層体４の平面視における外形の内側において当該外形と実質的に相似な外形、本例では平面視において八個の角部３０の内角の角度θが実質的に互いに等しく且つ積層体４の平面視における外形よりも外被層５の厚み分ｔだけ小さい八角形の外形を有しており、最上位に配された厚肉の環状の補強板３１と、最下位に配された厚肉の環状の補強板３２と、補強板３１と補強板３２との間に配された複数枚の薄肉の環状の剛性板３３とを具備しており、弾性層２は、鋼鈑等からなる補強板３１、３２及び剛性板３３の間に配されている。
【００３１】
以上の積層体４を具備した免震支承装置１は、積層体４の上面３４及び下面３５の補強板３１及び３２にボルト３６等でもって取り付けられた取り付け板３７及び３８並びにアンカーボルト等を介して、取り付け板３７側ではビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物の上部構造物に、取り付け板３８側では基礎に固着されて、上部構造物と基礎との間に配される。
【００３２】
そして免震支承装置１は、地震により生じる基礎の水平方向Ｈの振動を積層体４の水平方向Ｈの剪断変形でもって上部構造物に伝達しないようにして上部構造物を免震支持する。
【００３３】
免震支承装置１では、積層体４が平面視において多角形である八角形の外形を有しているために、円柱型の積層体と比較して、水平方向Ｈの変形においてその上面３４と下面３５との平面視における重なり合いの面積が大きい結果、小型でも優れた耐座屈性能を有することになり、加えて、素材としての矩形のゴム板及び鋼板等から無駄を少なくして弾性層２と剛性層３とのためのゴム板及び鋼板等を得ることができる上に、積層体４が多角柱である八角柱であるために、円弧面を有した金型を用いないでも斯かる積層体４をゴム板の加硫を介して製造できる結果、種々の大きさの積層体４を容易に且つ安価に製造できる上に、水平方向Ｈの振動に対しての免震効果の方向性が少なくなり、優れた免震効果を得ることができ、加えて、剛性層３を外被層５で保護できるために、剛性層３の腐食等を防ぐことができる。
【００３４】
また免震支承装置１では、辺２１及び２２が略０．７・Ｌ１に等しい長さＬｘ１を有しており、辺２３及び２４が略０．７・Ｌ２に等しい長さＬｘ２を有しているために、弾性層２及び剛性層３のための素材に対する好ましい利用率と免震効果の方向性の好ましい低減効果とを得ることができる。
【００３５】
ところで、上記の免震支承装置１では、弾性層２の水平方向Ｈの内部剪断歪でもって水平方向Ｈの振動の減衰を得ることができるが、これに加えて、図３及び図４に示すように、弾性層２と剛性層３とを貫通した一つの柱状孔、本例では円柱状孔４１に配された円柱状の鉛４２を振動エネルギ吸収体として具備して免震支承装置１を構成し、積層体４の水平方向Ｈの変形と共に鉛４２もまた水平方向Ｈに変形されるようにして、鉛４２の水平方向Ｈの変形でもっても上部構造物の水平方向Ｈの振動エネルギを吸収して上部構造物の振動の可及的速やかな減衰を得るようにしてもよい。
【００３６】
図３及び図４に示す免震支承装置１では、積層体４は、弾性層２、剛性層３及び外被層５に加えて、弾性層２及び剛性層３の内周側に配されていると共に弾性層２に一体になった円筒状の内被層４５を具備しており、円柱状孔４１は、天然又は合成ゴム等からなる内被層４５の内周面４６と剛性層３の補強板３１及び３２の内周面４７及び４８とによって規定されている。
【００３７】
斯かる図３及び図４に示す免震支承装置１でも、積層体４が平面視において八角形の外形を有しているために、図１及び図２に示す免震支承装置１と同様の効果を得ることができる上に、鉛４２でもって上部構造物の水平方向Ｈの振動エネルギを吸収して上部構造物の振動の可及的速やかな減衰を得ることができる。
【００３８】
また図３及び図４に示す免震支承装置１でも、図１及び図２に示す免震支承装置１と同様に、辺２１及び２２が略０．７・Ｌ１に等しい長さＬｘ１を有し、辺２３及び２４が略０．７・Ｌ２に等しい長さＬｘ２を有し、しかも、長さＬｘ１と長さＬｘ２とが互いに等しいために、図１及び図２に示す免震支承装置１と同様に、弾性層２及び剛性層３のための素材に対する好ましい利用率と免震効果の方向性の好ましい低減効果とを得ることができる。
【００３９】
なお、図３及び図４に示すように、取り付け板３７及び３８と補強板３１及び３２とに夫々嵌合された剪断キー部材５１及び５２をも介して免震支承装置１を上部構造物及び基礎に固定してもよい。
【００４０】
また、上記の免震支承装置１では、一つの円柱状孔４１を有した積層体４を用いたが、これに代えて、複数個、例えば図５及び図６に示すように四個の円柱状孔４１を有した積層体４を用い、斯かる弾性層２と剛性層３とを貫通した各円柱状孔４１に振動エネルギ吸収体として配された鉛４２を具備して免震支承装置１を構成してもよい。
【００４１】
図５及び図６に示す免震支承装置１では、円柱状孔４１の夫々は、その中心Ｏ１が積層体４の平面視における八角形の外形を規定する辺１１、１２、１３及び１４の夫々の中央部６１と多角形の中心Ｏ２とを結ぶ線６２上に実質的に位置するように配されている。
【００４２】
図５及び図６に示す免震支承装置１でも、積層体４が平面視において八角形の外形を有しているために、先に述べた免震支承装置１と同様の効果を得ることができる上に、辺２１及び２２が略０．７・Ｌ１に等しい長さＬｘ１を有し、辺２３及び２４が略０．７・Ｌ２に等しい長さＬｘ２を有し、しかも、長さＬｘ１と長さＬｘ２とが互いに等しいために、先に述べた免震支承装置１と同様の効果を得ることができる上に、減衰効果をより効果的に得ることができる。
【００４３】
なお、図５及び図６に示す免震支承装置１において、円柱状孔４１の夫々を、その中心Ｏ１が積層体４の平面視における八角形の外形を規定すると共に長さＬｘ１及びＬｘ２を有した辺２１、２２、２３及び２４の夫々の中央部と多角形の中心Ｏ２とを結ぶ線上に実質的に位置するように配してもよい。
【００４４】
上記の免震支承装置１では、積層体４が平面視において実質的に八角形の外形を有しているが、これに代えて、図７及び図８に示すように、積層体４が、平面視において実質的に正六角形の外形を有していてもよい。図７及び図８に示す免震支承装置１では、積層体４は、弾性層２と剛性層３とを貫通した六個の円柱状孔４１を有しており、円柱状孔４１の夫々は、その中心Ｏ１が積層体４の平面視における正六角形の外形の角部７１と正六角形の中心Ｏ２とを結ぶ線７２上に実質的に位置するように配されており、斯かる円柱状孔４１の夫々に鉛４２が配されている。
【００４５】
図７及び図８に示す免震支承装置１では、図９に示すように、円柱状孔４１の夫々を、その中心Ｏ１が積層体４の平面視における六角形の外形を規定すると共に互いに同じ長さを有した全ての辺７３の夫々の中央部７４と六角形の中心Ｏ２とを結ぶ線７５上に実質的に位置するように配し、斯かる円柱状孔４１の夫々に鉛４２を配してもよい。
【００４６】
図７から図９に示す免震支承装置１でも上記の免震支承装置１と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、小型でも耐座屈性能に優れて、しかも、容易に且つ安価に製造できる、ビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物用に好適な免震支承装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の好ましい例の断面説明図である。
【図２】図１に示す例の積層体の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態の好ましい他の例の断面説明図である。
【図４】図３に示す例の積層体の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態の好ましい更に他の例の断面説明図である。
【図６】図５に示す例の積層体の平面図である。
【図７】本発明の実施の形態の好ましい更に他の例の断面説明図である。
【図８】図７に示す例の積層体の平面図である。
【図９】図７に示す例の積層体の変形例の平面図である。
【符号の説明】
１免震支承装置
２弾性層
３剛性層
４積層体

Claims

弾性層と剛性層とが交互に積層されている積層体を具備していると共に、ビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の建物用の免震支承装置であって、積層体は、平面視において実質的に内角の角度が互いに等しい八角形の外形を有しており、積層体の平面視における八角形の外形において、互いに平行な一対の辺は、この一対の辺に対して直交すると共に互いに平行な他の一対の辺間の距離をＬ１とすると、０．６・Ｌ１≦Ｌｘ１≦０．９８・Ｌ１の式で表される長さＬｘ１を有しており、一対の辺に対して直交すると共に互いに平行な他の一対の辺は、この他の一対の辺に対して直交すると共に互いに平行な前記の一対の辺間の距離をＬ２とすると、０．６・Ｌ２≦Ｌｘ２≦０．９８・Ｌ２の式で表される長さＬｘ２を有している免震支承装置。
一対の辺間の距離Ｌ２と他の一対の辺間の距離Ｌ１とは、互いに等しくなっている請求項１に記載の免震支承装置。
剛性層は、平面視において、積層体の平面視における外形の内側において当該外形と実質的に相似な外形を有している請求項１又は２に記載の免震支承装置。
積層体は、弾性層と剛性層とを取り囲んだ外被層を有しており、外被層を含んで積層体は、平面視において八角形の外形を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の免震支承装置。
弾性層と剛性層とを貫通した少なくとも一つの柱状孔に配された柱状の鉛を有している請求項１から４のいずれか一項に記載の免震支承装置。
弾性層と剛性層とを貫通した複数の円柱状孔の夫々に配された円柱状の鉛を有している請求項１から４のいずれか一項に記載の免震支承装置。
複数の円柱状孔の夫々は、その中心が積層体の平面視における八角形の外形を規定する辺の中央部と八角形の中心とを結ぶ線上に実質的に位置するように配されている請求項６に記載の免震支承装置。
複数の円柱状孔の夫々は、その中心が積層体の平面視における八角形の外形の角部と八角形の中心とを結ぶ線上に実質的に位置するように配されている請求項６又は７に記載の免震支承装置。