JP4102211B2

JP4102211B2 - 免震装置

Info

Publication number: JP4102211B2
Application number: JP2003023286A
Authority: JP
Inventors: 宗男小谷
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP2004232367A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、免震構造物に備える免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、戸建て住宅等において、上部構造体が免震装置によって下部構造体側（基礎）より免震支承（積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承）された免震構造物が知られている。免震構造物では、上部構造体は下部構造体に対して相対的に水平方向に変位可能であり、上部構造体と下部構造体との水平方向の相対変位により、地震エネルギを吸収し、地震エネルギが上部構造体に作用することを回避するように構成されている。
【０００３】
そして、滑り支承の免震装置と、復元装置からなる免震システムは公知である。このような免震装置は、互いに摺動して振動を減衰させる、相対する一対の摩擦板から構成され、一方を下部構造体側に固定し、他方を上部構造体側に固定して用いられる。
【０００４】
従来の滑り免震支承装置を構成する支承部材３０は、例えば、特許文献１に記載の技術であり、図８に示す如く、時刻歴応答解析結果で得られる最大応答変位を半径とする円盤状とされ、想定される大地震時には、最大応答変位は概ね６０〜７０ｃｍとなり、従って、最大応答変位に対応することができるように、摺動面Ｓは直径６０〜７０ｃｍの円盤状の形状とされている。従って、免震支承装置には、上部構造体側と、下部構造体側に二枚の円盤状の支承部材３０の材積が必要となる。また、地震時に、免震支承を構成する二枚の円盤状の支承部材３０・３０が地震時に摺動しながら水平方向にずれることにより、支承部材３０・３０の摺動面Ｓ・Ｓの接触による摩擦を利用して振動の減衰を図るが、支承部材の摺動面Ｓの接触面積Ｓ’が時々刻々変動するため減衰力を効果的に得ることができないという問題点があった。
【０００５】
上記従来技術に対し、地震時の接触面の面積の変化の少ない免震支承構造として、特許文献２に示されるように、滑り支承の免震装置と、復元装置からなる免震システムであって、上部構造体に固定されたレールと、下部構造体に固定されたレールとが略直角に交わる方向に配置され、該上下のレール間に滑り部材を介装して、下部構造体に対し、上部構造体が前後左右に滑動（変位）可能に支承した構造が公開されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３６４７０４号公報
【特許文献２】
特開２０００−５４６８３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く直交方向に交叉するレールを利用した従来技術に係る免震支承構造では、斜め（ねじれ）方向への力を受けたときに、変位することは可能であるが部材に負荷が加わることが想定される。そこで、本発明では、地震時の接触面の面積変化が少なく且つ全周方向に摺動可能として免震滑り支承の機能を保持しながら、より簡易且つ省スペースに構成するとともに、安価に製造することのできる免震装置を提案する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
下部構造体に対し上部構造体を免震支承とするために、上部構造体側に固定した上部滑り部材と、下部構造体側に固定した下部滑り部材とを、互いの摺動面を対向配置して構成した免震装置であって、短尺方向と長尺方向とを有し、前記短尺方向の横断面が凸字状である板状部材の上面を摺動面とし、該摺動面に樹脂被装と面取り加工が施された滑り部材を、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材として二本備え、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材の摺動面を上下に対向接触させるとともに、互いの長尺方向が略直交するように配置し、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材を同形状としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施例に係る免震装置及び復元装置の構成を示した側面図である。図２は免震装置を構成する滑り部材の側断面図、図３は免震装置を構成する滑り部材の平面図である。
【００１２】
図４は免震装置を構成する滑り部材の斜視図である。図５は免震装置の平面図、図６は免震装置の斜視図である。図７は従来の滑り支承と比較する説明図、図８は従来の滑り免震支承の一例を示す平面図である。
【００１３】
図１に示す如く、本発明に係る免震装置９は、上部構造体２５と、下部構造体である基礎１４との間の適宜位置に介装された、滑り支承の免震装置９である。そして、上部構造体２５と基礎１４との間であって、隣接する免震装置９・９間を結ぶ中間位置には、復元装置１７が設置されている。
【００１４】
前記上部構造体２５の下部には、上部構造体２５の規模に応じて組まれた鉄骨製の床大梁１６が設けられており、該床大梁１６の免震装置９の取付位置には、免震装置９及び復元装置１７固定に利用されるジョイントボルト１３・１３・・・を挿入するための挿通孔が形成されている。基礎１４はコンクリートベタ基礎としている。基礎１４には免震装置９及び復元装置１７固定のための取付台１４ａ・１４ｂが適宜位置に一体的に形成されており、該取付台１４ａ・１４ｂには免震装置９及び復元装置１７固定のためのアンカーボルト２２・２２・・・が突設されている。なお、アンカーボルト２２・２２・・・の代わりに埋込ナットを取付台１４ａ・１４ｂに設けることもできる。
【００１５】
前記復元装置１７について説明する。復元装置１７は、地震発生時に免震装置９において滑りが発生したときに、基礎１４からずれた位置にある上部構造体２５を元の位置に復元させようとする力を働かせるとともに上部構造体２５の下部構造体に対する相対的な水平方向の運動を減衰させ、また、ロッキングにより上部構造体２５の一部が浮き上がるような現象を抑える機能を有する。さらに、上部構造体２５が免震装置９の滑り支承によって強風等の構造物に直接力が加わることにより水平移動してしまうことのないようにするためのものであり、ある一定以上の荷重が加わらなければ変形しない構造とされている。但し、復元装置１７の形態は本実施例に限定されるものではなく、例えば、オイルダンパとバネ機構を復元装置１７として採用することもできる。
【００１６】
図１に示す如く、前記復元装置１７は、合成樹脂、ゴム等の高減衰性を有するゴム状弾性材料で形成された円筒体２０の上下開口部を上下一対の固定板１８・１９で閉鎖して構成されている。また、前記固定板１８・１９は、金属製であって復元装置１７の取付位置に応じて、三角形状、四角形状、円形状等に形作られており、下部の固定板１９には前記取付台１４ａのアンカーボルト２２・２２・・・を挿入するための挿通孔が、また、上部の固定板１８には、床大梁１６と固定するためのジョイントボルト１３・１３・・・を挿入するための挿通孔がそれぞれ穿設されている。
【００１７】
次に、本発明に係る免震装置９について詳細に説明する。
【００１８】
図１に示す如く、免震装置９は上下に配置された上部滑り部材１０（１０Ｂ）及び下部滑り部材１０（１０Ａ）とで構成されている。前記上部滑り部材１０Ｂ及び下部滑り部材１０Ａの各滑り部材１０・１０はいずれも同形状であって、それぞれ固定基板１１及び滑り板１２で構成されている。上部滑り部材１０Ｂと下部滑り部材１０Ａを同じ構成とすることで、部品の種類が減少され製造コストの低減が図られている。また、図７に示す如く、従来の標準的な直径約６０ｃｍの円盤形の滑り支承部材３０を採用した免震装置と比較して、摺動面Ｓを約１／４の材積で形成することができ、材積の削減による製造コストの低減が図られている。
【００１９】
上部滑り部材１０Ｂ及び下部滑り部材１０Ａの各滑り部材１０・１０は、同形状であるので、上部滑り部材１０Ｂの形状を詳細に説明し、下部滑り部材１０Ａの形状の説明は省略する。図２乃至図４に示す如く、上部滑り部材１０Ｂは、略矩形板状の固定基板１１と、該固定基板１１の左右略中央において長尺方向に伸延する略矩形状板体である滑り板１２とで構成されている。
【００２０】
前記滑り板１２は、固定基板１１の短尺方向左右略中央部がその左右に位置する取付部１１ａ・１１ａよりも盛り上がって断面視凸状となるように形成された凸状部１１ｃに形成されており、該凸状部１１ｃの上面が摺動面Ｓとされている。摺動面Ｓは、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂等の材質で形成した低摩擦係数の固体潤滑材で被装されて、摺動面Ｓが平坦且つ滑らかに平面仕上げされている。さらに、摺動面Ｓの角部１２ａ・１２ａは面取りされて、上部滑り部材１０Ｂと下部滑り部材１０Ａが互いの摺動を阻害しないようにされている。
【００２１】
前記固定基板１１の、滑り板１２を挟んで該固定基板１１の短尺方向左右に位置する取付部１１ａ・１１ａにおいて、床大梁１６（又は基礎１４）と螺結するためのジョイントボルト１３・１３・・・を挿入するための挿通孔１１ｂ・１１ｂ・・・が適宜位置に穿設されている。
【００２２】
上述の如く構成される上部滑り部材１０Ｂは、横断面凸字状とされ、同形状に構成される下部滑り部材１０Ａとの摺動面Ｓ・Ｓ同士が、他の部分に接してその動きを阻害されることなく面接できるように構成されている。また、摺動面Ｓよりも低い部分を取付部１１ａ・１１ａとし取り付けのために利用して、摺動面Ｓと取付部１１ａ・１１ａとの間の高さにボルトの頭が収められる構成とされ、免震装置９としての高さ方向の大きさを必要最低限に留めて、材積の低減が図られるとともに、安定性の向上が図られている。
【００２３】
上述の如く構成した滑り部材１０（１０Ａ・１０Ｂ）において、滑り板１２の面積は、すなわち、摺動面Ｓの大きさは、短尺方向略１０ｃｍ、長尺方向略８０ｃｍとされている。但し、滑り板１２の長尺方向の大きさは、時刻歴応答解析結果等で得られる最大応答変位とされる略６０ｃｍより大きければ十分であり、そして短尺方向の大きさは、上部構造体２５を支持するために必要な最低限の大きさであれば十分であり、このようにして、上部滑り部材１０Ｂ及び下部滑り部材１０Ａの摺動面Ｓでの滑り機能が保持されている。なお、滑り部材１０（１０Ａ・１０Ｂ）は、互いに面接できる形状であれば良く、各滑り部材１０（１０Ａ・１０Ｂ）の形状にはさほど精密さは必要とされず、高い加工精度が必要とされない。従って、製造コストの低減を図ることができる。
【００２４】
免震装置９の設置作業においては、図１、図５及び図６に示す如く、基礎１４に形成された取付台１４ｂのアンカーボルト２２・２２・・・が、免震装置９の下部滑り部材１０Ａの固定基板１１に形成された挿通孔１１ｂ・１１ｂ・・・に挿通されるように下部滑り部材１０Ａが取付台１４ｂに載置され、該アンカーボルト２２・２２・・・にナット１５・１５・・・が螺入・締結されて、基礎１４に下部滑り部材１０Ａが固定される。さらに、免震装置９の上部滑り部材１０Ｂの固定基板１１に形成された挿通孔１１ｂ・１１ｂ・・・と、床大梁１６に形成された挿通孔とにジョイントボルト１３・１３・・・が挿通され、ナット１５・１５・・・で締結されて、床大梁１６に上部滑り部材１０Ｂが固定される。
【００２５】
そして、上部滑り部材１０Ｂと下部滑り部材１０Ａは互いの摺動面Ｓ・Ｓが該摺動面Ｓ・Ｓの略中央において面接し、且つ、互いの長尺方向が略直交するように配置される。従って、上部構造体２５側に固定された上部滑り部材１０Ｂと、下部構造体である基礎１４側に固定された下部滑り部材１０Ａは、それぞれの摺動面Ｓ・Ｓの略中央において面接した状態に配置されている。但し、上部滑り部材１０Ｂと下部滑り部材１０Ａの相対位置において精密さはさほど必要とされず、互いに略中央部において面接していれば十分である。従って、免震装置９の設置のために高度な技術を要することはない。また、上部構造体２５と下部構造体１４との間を連結する中間部材を必要としないため構造を簡単とすることができる。
【００２６】
地震発生時には、上部構造体２５は下部構造体（１４）に対して水平方向に移動しようとする力が働くが、免震装置９の上部滑り部材１０Ｂの摺動面Ｓと下部滑り部材１０Ａの摺動面Ｓとの間で摺動が発生して水平方向の移動が許容されることで、地震エネルギを吸収し、地震エネルギが上部構造体２５に作用することを回避するように構成されて、上部構造体２５及び下部構造体（１４）のひずみが低減されている。また、復元装置１７により揺れが減衰され、揺れが収まると上部構造体２５と下部構造体（１４）は元の相対位置まで復元される。さらに、上部構造体２５は下部構造体（１４）に対して垂直方向に離れようとする力が発生するが、復元装置１７により僅かに垂直方向の移動を許容しながらも上部構造体２５と下部構造体（１４）とを離れないようにする力が発生して、浮き上がり現象が抑制される。このように、上部構造体２５と下部構造体（１４）から成る構造物は免震構造物となる。
【００２７】
そして、免震装置９は、上部滑り部材１０Ｂの摺動面Ｓと下部滑り部材１０Ａの摺動面Ｓの間で摺動が可能であり、従って、摺動面Ｓの長尺方向の長さを一辺とする略正方形の範囲において摺動することができる。また、上部滑り部材１０Ｂと下部滑り部材１０Ａとは、互いの長尺方向及び短尺方向のみに摺動するのではなく、四方八方に摺動することができる。
【００２８】
従って、免震装置９の上部滑り部材１０Ｂと下部滑り部材１０Ａの設置方向に対して上部構造体２５を斜め方向（ねじれ方向）に移動させようとする力が発生したとしても、上部滑り部材１０Ｂと下部滑り部材１０Ａのそれぞれの摺動面Ｓの間で摺動方向の規制を受けることなくスムーズに摺動することができ、一方向とそれに直交する方向に摺動を規制されている免震装置９と比較して免震装置９に掛かる負荷を低減させることができる。そして、上部滑り部材１０Ｂと下部滑り部材１０Ａが接する面積は地震により摺動してもその面積は一定であるため安定して上部構造体２５を支えることができ、安定した減衰力を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００３０】
下部構造体に対し上部構造体を免震支承とするために、上部構造体側に固定した上部滑り部材と、下部構造体側に固定した下部滑り部材とを、互いの摺動面を対向配置して構成した免震装置であって、短尺方向と長尺方向とを有し、前記短尺方向の横断面が凸字状である板状部材の上面を摺動面とし、該摺動面に樹脂被装と面取り加工が施された滑り部材を、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材として二本備え、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材の摺動面を上下に対向接触させるとともに、互いの長尺方向が略直交するように配置したので、地震発生時に、各滑り部材が自在方向に摺動し、下部構造体に対し上部構造体が変位することで揺れを吸収することができ、また、滑り部材の配置方向に対して斜め（ねじれ）方向の変位にも免震装置に必要以上の負荷を与えることがない。
また、前記滑り部材を、横断面凸字状に形成したので、滑り部材の摺動面同士を良好に面接させることができるとともに、免震装置の上下方向の高さを必要最低限に抑制して材積が低減される。
さらに、前記滑り部材の摺動面に面取り加工を施したので、滑り部材同士が干渉することなく摺動することができる。
【００３１】
また、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材を同形状としたので、部材種を低減させることができ生産コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る免震装置及び復元装置の構成を示した側面図。
【図２】免震装置を構成する滑り部材の側断面図。
【図３】免震装置を構成する滑り部材の平面図。
【図４】免震装置を構成する滑り部材の斜視図。
【図５】免震装置の平面図。
【図６】免震装置の斜視図。
【図７】従来の滑り支承と比較する説明図。
【図８】従来の滑り免震支承の一例を示す平面図。
【符号の説明】
Ｓ摺動面
９免震装置
１０滑り部材
１１固定基板
１２滑り板
１４基礎（下部構造体）
１６床大梁
２５上部構造体

Claims

下部構造体に対し上部構造体を免震支承とするために、上部構造体側に固定した上部滑り部材と、下部構造体側に固定した下部滑り部材とを、互いの摺動面を対向配置して構成した免震装置であって、短尺方向と長尺方向とを有し、前記短尺方向の横断面が凸字状である板状部材の上面を摺動面とし、該摺動面に樹脂被装と面取り加工が施された滑り部材を、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材として二本備え、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材の摺動面を上下に対向接触させるとともに、互いの長尺方向が略直交するように配置し、前記上部滑り部材と前記下部滑り部材を同形状としたこと特徴とする免震装置。