JP4223152B2 - Seismic isolation structure with viscous wall damper - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上下階の構造体で形成された免震層に、粘性体を収容した平版型の粘性体容器と、同容器内の粘性体中に浸漬された粘性抵抗板とから成る粘性体壁ダンパーを設置して構成される免震構造の技術分野に属し、更に云えば、免震層と粘性体壁ダンパーとの取合い部分に積層ゴムを用いた免震構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、柱梁架構のような上下階の構造体で形成された免震層に、粘性体を収容した平版型の粘性体容器と、同容器内の粘性体中に浸漬された粘性抵抗板とから成る粘性体壁ダンパーを設置して構成される免震構造は、例えば特公平5−22026号公報、及び特開平10−102820号公報等に開示されて公知である。
【0003】
(1) 上記特公平5−22026号公報の第1図に開示された「制震壁」は、図7及び図8に示したように、粘性体壁ダンパー8’の粘性抵抗板7と上階の構造体2、及び粘性体容器6と下階の構造体3とを、それぞれヒンジa、bにより面外方向の層間変形時に水平軸回りに回転自在にヒンジ機構で取り付けた構成である。この免震構造は、面外方向の層間変形時に粘性体壁ダンパー8’が回転しつつ追従変形することが可能であり、水平方向のみならず、鉛直方向にも減衰性能を発揮できると記載されている。
【0004】
また、上記特開平10−102820号公報に記載された「免震建物」も、やはり粘性体壁ダンパーと上下階の構造体とを回転自在にヒンジ機構で取り付けた免震構造が採用されている。
【0005】
(2) 次に、上記特公平5−22026号公報の第2図に開示された「制震壁」は、図9及び図10に示したように、粘性体容器6を下階の構造体3へ固定し、粘性抵抗板7は、上階の構造体2へ面外方向に固定したガイドビームdへスリーブcを利用してスライド自在に接続した構成である。
【0006】
従来、ゴムシートと鋼板を交互に貼り合せた「積層ゴム」は、通例、縦向きに配置し、免震建物の鉛直荷重を水平変位が自在に支持する免震構造支承体として広く使用されている(例えば特開平10−18444号公報をはじめ多くの文献等で周知)。
【0007】
【本発明が解決しようとする課題】
a) 上記従来技術(1)の場合、粘性体壁ダンパー8’は上下のヒンジa、bにより面外方向の層間変形に追従変形可能であるが、その故に、面外方向の変形時には図8に点線で示したように、粘性体壁ダンパー8’が一定以上の角度に傾斜すると粘性体容器6から粘性体5が漏れ出る虞がある。
【0008】
また、粘性体壁ダンパー8’が図8に点線で示したように大きく傾斜するということは、粘性体容器6と粘性抵抗板7とが鉛直方向へも相対変位を生ずるということであり、両者は鉛直方向変位が可能な構成に組立てねばならないので、製作が面倒である。
【0009】
b) 上記従来技術(2)の場合は、粘性体壁ダンパー8’を鉛直姿勢に固定して設けているので、上記a)の問題点は改良されている。しかし、一般的に上下階の構造体の層間変形は、面内方向と面外方向の所謂2軸方向の限りではなく、両方向を合成した「捻れ変形」を生ずることも往々にしてある。その場合には、地震力によってガイドビームdが変形し動作不能に陥る虞がある。
【0010】
上記したように、従来の免震構造は、「積層ゴム」を縦向きに配置して支承体として使用することは周知であるが、同「積層ゴム」を水平横向き方向に配置して使用することは見聞しない。
【0011】
従って、本発明の目的は、上記問題点a)及びb)を全て解消するため、免震層を形成する上下階の構造体と粘性体壁ダンパーとの取合いに、面外方向への変形に自在性を有し、面内方向の変形はそのまま伝達する構成の積層ゴムを水平(横向き)に使用することで、面外方向の変形には殆ど抵抗せずに追従して粘性体壁ダンパーに水平力を伝達させず、面内方向の水平変形のみを同粘性体壁ダンパーへ伝達させることができ、安定した減衰性能を発揮し、所謂捻れ変形に対しても自在性を有する、粘性体壁ダンパーによる免震構造を提供することである。
【0012】
本発明の次の目的は、粘性体壁ダンパーに鉛直変位をさせず、粘性抵抗板は面内方向にのみ水平変位が可能な構成とし、大きな減衰力を効果的に生じさせる、粘性体壁ダンパーによる免震構造を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項1記載の発明に係る粘性ダンパーによる免震構造は、
免震層4を形成する上下階の構造体2、3の間に、粘性体5を収容した平版型の粘性体容器6と、同容器6内の粘性体5中に浸漬された粘性抵抗板7とから成る粘性体壁ダンパー8を設置して構成される免震構造において、
前記粘性体壁ダンパー8を構成する粘性体容器6又は粘性抵抗板7のいずれか一方6が上下階いずれか一方の構造体3に固定され、他方7は面外方向への変形に自在性を有し面内方向の変形はそのまま伝達する構成の積層ゴム10を面内方向へ水平に配置して他の構造体2へ取付けられていること、
前記積層ゴム10は、前記他の構造体2に設けたブラケット12と、粘性体壁ダンパー8の他方側7に設けたブラケット13との間に面内方向へ水平に配置してその両端が前記各ブラケット12、13へ取付けられていること、
粘性体壁ダンパー8を構成する粘性体容器6と粘性抵抗板7のうち、構造体3に固定された方6にローラー支持部材20が設けられ、前記積層ゴム10で取り付けられた他方7は前記ローラー支持部材20のローラー部21で水平方向変位のみ可能に支持されていることを特徴とする。
【0014】
請求項2に記載した発明は、請求項1記載の粘性体壁ダンパーによる免震構造において、
積層ゴム10は、構造体2又は粘性体壁ダンパー8のいずれか一方2に設けた1つのブラケット14と、他方8へ前記ブラケット14を間に挟む両側位置に設けた二つのブラケット15、16との間に面内方向へ水平に配置して取付けられていることを特徴とする。
【0015】
請求項3に記載した発明は、請求項1又は2に記載した粘性体壁ダンパーによる免震構造において、
構造体2および粘性体壁ダンパー8に設けたブラケット14と15、16の間に積層ゴム10が面内方向へ水平な配置で取付けられていると共に、同前の構造体2に、粘性体壁ダンパー8に設けたブラケット15、16を水平方向へ後押しする位置に後押し用のブラケット17が追加して設けられていることを特徴とする。
【0016】
請求項4に記載した発明は、請求項3記載した粘性体壁ダンパーによる免震構造において、
構造体2に設けた後押し用ブラケット17と、粘性体壁ダンパー8に設けたブラケット15、16との間に、面外方向への抵抗を低減するローラー22が設けられていることを特徴とする。
【0017】
請求項5に記載した発明は、請求項1〜4のいずれか一に記載した粘性体壁ダンパーによる免震構造において、
積層ゴム10は、その両端に位置するブラケット12、13に対して一方の端面のみがブラケットと接合され、他方の端面はブラケットと絶縁状態に当接させて取付けられていることを特徴とする。
【0018】
請求項6に記載した発明は、請求項1に載した粘性体壁ダンパーによる免震構造において、
粘性体壁ダンパー8の粘性抵抗板7に面内方向水平にガイド用溝孔23が設けられ、粘性体容器6の両側壁間に前記ガイド用溝孔23内を面外方向へ貫通するガイドピン24が設けられ、前記ガイドピン24に前記粘性抵抗板7と前記粘性体容器6の内壁面との隙間を一定に保持するスペーサー25が設けられていることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態及び実施例】
図1〜図6は、請求項1〜6に記載した発明に係る粘性体壁ダンパーによる免震構造の実施形態を示している。
【0020】
この免震構造1は、免震層4を形成する上下階の構造体2、3に、粘性体5を収容した平版型の粘性体容器6と、同容器6内の粘性体5中に浸漬された粘性抵抗板7とから成る粘性体壁ダンパー8を設置して実施される。図示例では、前記粘性体容器6は下階の構造体3へ取付梁9を介して略鉛直に固定されている。一方、前記粘性抵抗板7は、面外方向への変形に自在性を有し、面内方向の変形はそのまま伝達する構成の積層ゴム10を利用して上階の構造体2へ取付けられている。
【0021】
即ち、図1及び図2に示した実施形態は、上階の構造体2に設けたブラケット12と、粘性抵抗板7の取付梁11に設けたブラケット13との間に、積層ゴム10を面内方向へ水平に配置し、各々の両端を前記各ブラケット12、13と接合して取付けている。図1では、積層ゴム10が面内方向に共通な水平線上に2つ配置されているが、これは本発明の最も単純な実施形態を示したものである。
【0022】
前記粘性体壁ダンパー8において、下階の構造体3に固定された粘性体容器6にはローラー支持部材20が垂直上向きに固定して設けられ、前記粘性抵抗板7の取付梁11の下位フランジが前記ローラー支持部材20のローラー部21で水平方向変位のみ可能に支持されている。前記ローラー支持部材20によって、粘性体容器6と粘性抵抗板7との間の鉛直方向変位はきっちり規制され、両者は確固とした相対的な位置関係が保持される。そして、面内方向の水平変位は、上階の構造体2から粘性体壁ダンパー8へそのまま確実に伝達されるから、安定した減衰機能を発揮する。面外方向の変位については、積層ゴム10がさして抵抗せずに撓んで追従変形するので(図4及び図6も参照)、粘性体壁ダンパー8は免震層4の面外方向の層間変形に対してさして支障を生ずることなく、下階の構造体3に固定して直立する姿勢を保持する。よって、層間変形時に粘性体5がこぼれ出す問題はない。これは以下の実施形態においても同様である。
【0023】
図1及び図2に示したように、粘性体壁ダンパー8には、粘性抵抗板7に面内方向に水平なガイド用溝孔23が設けられ、粘性体容器6の両壁間には前記ガイド用溝孔23内を面外方向に貫通するガイドピン24が設けられており、粘性抵抗板7を面内方向へ水平にのみ変位させるガイド機構が構成されている。また、前記ガイドピン24には、前記粘性抵抗板7と前記粘性体容器6との隙間を一定に保持するスペーサー25が設けられている(請求項6記載の発明)。粘性抵抗板7は、前記ガイド用溝孔23と前記ガイドピン24とにより鉛直方向への変位は規制されるので、上記ローラー支持部材20とともに、粘性抵抗板7が面内で回転するのを防止し、水平方向への相対変位のみを可能とする。さらに前記スペーサー25が粘性体容器6と粘性抵抗板7とで形成する面外方向の両隙間を一定に保持し、減衰力として働く粘性抵抗を効果的に生じさせる。この点も以下の実施形態において同様に実施される(図3及び図5も参照。)。
【0024】
図3は、上階の構造体2に設けた1つのブラケット14と、粘性抵抗板7の取付梁11へ前記ブラケット14を間に挟む両側の位置に設けた2つのブラケット15、16との間に、積層ゴム10を面内方向水平に配置してそれぞれの両端を各ブラケット15、16へ接合して取付けた実施形態を示している(請求項2記載の発明)。図3では、前記2つの積層ゴム10、10の組を、面内方向の水平な線上に2対配置している。図3の実施形態は、前記2つの積層ゴム10、10の組が、免震層4の面外方向の層間変形に対して図4に点線で示したように撓む変形動作をして自在に追従する。
【0025】
図5の実施形態では、積層ゴム10が引張力に弱いことを考慮し、上記図3の構成を前提として更に、上階の構造体2に、粘性体壁ダンパー8の取付梁11に設けたブラケット15、16の外側面を後押しする位置に、追加の後押し用ブラケット17をそれぞれ設けている(請求項3記載の発明)。その結果、前記追加の後押し用ブラケット17が常にブラケット15及び16へ図中の左右両方向への水平変形を直接伝達するので、積層ゴム10に引張力が作用することを防止する。図示は省略したが、図1及び図2に示した実施形態においても同様に、上階の構造体2に、ブラケット13を後押しする位置に前記追加の後押し用ブラケット17を設けて実施できる。
【0026】
図5の実施形態によれば、積層ゴム10に殆ど引張力を作用させず、面内方向の変形を圧縮力としてのみ伝達するので、積層ゴム10の一方の端面18又は他方の端面19はブラケットから離脱しない程度に絶縁し(例えば積層ゴムの絶縁側の端面に面外方向のみ拘束するようにブラケットの両側を挟んだリブを設けるなどし)、引張力の作用を完全に切って実施することもできる。図示は省略したが、上記図1及び図2に示した実施形態、及び図3の実施形態においても、特に複数の積層ゴム10…を配置する場合には引張力の作用を十分考慮して絶縁状態となるように積層ゴム10の端面を決定すれば、同様に引張力の作用を完全に切って実施することができる(請求項5記載の発明)。
【0027】
上記図5の実施形態を実用化する手段として、図6に示したように、上階の構造体2側の後押し用ブラケット17と粘性抵抗板7側のブラケット15及び16との間に面外方向への抵抗を低減するローラー22…を設けるのが良い(請求項4記載の発明)。図6では、ローラー22…をブラケット15及び16の側に取付けたが、後押し用ブラケット17の側に取付けても同様に実施できる。
【0028】
【本発明が奏する効果】
請求項1〜6に記載した発明に係る粘性体壁ダンパーによる免震構造は、免震層を形成する上下階の構造体と粘性体壁ダンパーとの取合いに、面内方向の変形はそのまま伝達するが面外方向の変形には自在性を有して伝えない構成の積層ゴムを面内方向へ水平に配置しているので、面外方向には自在に追従変形して粘性体壁ダンパーに水平力を伝達せず、面内方向の水平変形のみを粘性体壁ダンパーに伝達して安定した減衰機能を発揮する。積層ゴムは、所謂捻れ変形に対しても自在性を発揮するので有効的である。
【0029】
また、粘性体壁ダンパーには鉛直方向に変位させず、粘性抵抗板を面内方向のみに水平変位をさせるので、大きな減衰力を効果的に生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る粘性体壁ダンパーによる免震構造の実施形態を示した正面図である。
【図2】 前記図1の側面図である。
【図3】 本発明に係る粘性体壁ダンパーによる免震構造の異なる実施形態を示した正面図である。
【図4】 前記図3の積層ゴム部分の面外方向への変形動作を平面的に示した説明図である。
【図5】 本発明に係る粘性体壁ダンパーによる免震構造のさらに異なる実施形態を示した正面図である。
【図6】 前記図5の積層ゴム部分の面外方向への変形動作を平面的に示した説明図である。
【図7】 従来の粘性体壁ダンパーによる免震構造を示した正面図である。
【図8】 前記図7の側面図である。
【図9】 従来の異なる粘性体壁ダンパーによる免震構造を示した正面図である。
【図10】 前記図9の側面図である。
【符号の説明】
1 免震構造
2 上階の構造体
3 下階の構造体
4 免震層
5 粘性体
6 粘性体容器
7 粘性抵抗板
8 粘性体壁ダンパー
9、11 取付梁
10 積層ゴム
12、13 ブラケット
14、15、16 ブラケット
17 後押し用のブラケット
18、19 積層ゴムの端面
20 ローラー支持部材
21 ローラー部
22 ローラー
23 ガイド用溝孔
24 ガイドピン
25 スペーサー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a viscous body comprising a lithographic viscous container containing a viscous body in a seismic isolation layer formed of upper and lower floor structures , and a viscous resistance plate immersed in the viscous body in the container. It belongs to the technical field of seismic isolation structure formed by installing a wall damper and, more, about seismic isolation structure using the laminated rubber connecting portions between the isolation layer and the viscous body wall damper.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a seismic isolation layer formed of upper and lower floor structures such as column beam structures, a lithographic type viscous material container containing a viscous material, and a viscous resistance plate immersed in the viscous material in the container, A seismic isolation structure constructed by installing a viscous body wall damper made of is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 5-22026 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-102820.
[0003]
(1) above Kitoku disclosed in Figure 1 of the fair 5-22026 JP "seismic damping wall", as shown in FIGS. 7 and 8, the
[0004]
Further, it described in Japanese Patent upper Kitoku No. 10-102820 "Base Isolation Buildings" also are also employed seismic isolation mounted in rotatably hinge mechanism and the viscous body wall damper and the upper and lower stories of the structure Yes.
[0005]
(2) Next, as disclosed in Figure 2 above Kitoku fair 5-22026 discloses "seismic damping wall", as shown in FIGS. 9 and 10, the
[0006]
Conventionally, the rubber sheet and the steel sheet was bonded alternately "laminated rubber" is typically disposed vertically, widely used as MenShin構Zo支 Uketamawakarada the vertical load of the seismic isolation building horizontal displacement supported freely are (e.g. known the Japanese Patent 10-18444 discloses in many other documents, etc.).
[0007]
[Problems to be solved by the present invention]
a) the case prior art (1), although the viscous
[0008]
Further, the fact that the viscous
[0009]
b) For the prior art (2), since provided to fix the
[0010]
As noted above, conventional seismic isolation structure, be used as a scaffold to place "Rubber" vertically is well known, used to place the "Rubber" in the horizontal transverse direction I do not listen to that.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above problems a) and b), to connect the upper and lower floor structures forming the base isolation layer and the viscous wall damper, and to deform in the out-of-plane direction. It has flexibility, a laminated rubber structure for transmitting as a variation of the in-plane direction by using the horizontal (landscape), following the little resistance to deformation of the out-of-plane direction to the viscous body wall damper without transmitting the horizontal forces, only horizontal deformation in the in-plane direction can Rukoto is transmitted to the viscous wall damper, exhibit stable damping performance, having flexibility with respect to so-called torsional deformation, viscous It is to provide a seismic isolation structure with body wall dampers.
[0012]
It is another object of the present invention, without a vertical displacement in the viscous body wall damper, the viscous resistance plate is only capable of horizontal displacement configuration in the in-plane direction causes effectively produce large damping force, the viscous body wall damper Is to provide seismic isolation structure.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problem, the seismic isolation structure using the viscous damper according to the invention of
Between the upper and lower floors of the
Wherein either one 6 of the
The laminated
Of the
[0014]
The invention described in
Laminated
[0015]
The invention described in
With laminated
[0016]
The invention described in
A
[0017]
The invention described in
Laminated
[0018]
The invention described in
A
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1-6 has shown embodiment of the seismic isolation structure by the viscous body wall damper which concerns on the invention described in Claims 1-6 .
[0020]
This
[0021]
That is, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
[0022]
In the viscous
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, the viscous
[0024]
FIG. 3 shows a space between one
[0025]
In the embodiment of FIG. 5, considering that the
[0026]
According to the embodiment of FIG. 5, almost no tensile force is applied to the
[0027]
Surface between the means for practicing the above embodiments Symbol Figure 5, as shown in FIG. 6, the upper floor of
[0028]
[Effects of the present invention]
Seismic Isolation by viscous wall damper according to the invention described in
[0029]
Also, without displacing vertically the viscous wall damper, so make a horizontal displacement of the viscous resistance plate only in the in-plane direction, it is possible to make effectively produce large damping force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a base isolation structure using a viscous wall damper according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of FIG.
FIG. 3 is a front view showing different embodiments of the seismic isolation structure using the viscous wall damper according to the present invention.
4 is an explanatory view showing in plan the deformation operation of the laminated rubber portion of FIG. 3 in the out-of-plane direction.
FIG. 5 is a front view showing still another embodiment of the seismic isolation structure using the viscous wall damper according to the present invention.
6 is an explanatory view showing in plan the deformation operation in the out-of-plane direction of the laminated rubber portion of FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a front view showing a seismic isolation structure using a conventional viscous wall damper.
FIG. 8 is a side view of FIG. 7;
FIG. 9 is a front view showing a seismic isolation structure using a different conventional viscous wall damper.
FIG. 10 is a side view of FIG. 9;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記粘性体壁ダンパーを構成する粘性体容器又は粘性抵抗板のいずれか一方が上下階いずれか一方の構造体に固定され、他方は面外方向への変形に自在性を有し面内方向の変形はそのまま伝達する構成の積層ゴムを面内方向へ水平に配置して他の構造体へ取付けられていること、
前記積層ゴムは、前記他の構造体に設けたブラケットと、粘性体壁ダンパーの他方側に設けたブラケットとの間に面内方向へ水平に配置してその両端が前記各ブラケットへ取付けられていること、
粘性体壁ダンパーを構成する粘性体容器と粘性抵抗板のうち、構造体に固定された方にローラー支持部材が設けられ、前記積層ゴムで取り付けられた他方は前記ローラー支持部材のローラー部で水平方向変位のみ可能に支持されていることを特徴とする粘性体壁ダンパーによる免震構造。 Between the upper and lower floor structures forming the seismic isolation layer, there is a viscous wall damper consisting of a lithographic type viscous material container containing a viscous material and a viscous resistance plate immersed in the viscous material in the container. In the seismic isolation structure that is installed and configured,
Wherein one of the viscous material container or viscous resistance plate constituting the viscous wall damper is fixed to either one of the structures upper and lower floors and the other of the chromatic and plane direction of flexibility in deformation in the plane direction variants, are arranged horizontally laminated rubber structure to transmit directly to the in-plane direction that you are attached to other structures,
The laminated rubber is horizontally arranged in an in-plane direction between a bracket provided on the other structure and a bracket provided on the other side of the viscous wall damper, and both ends thereof are attached to the brackets. Being
Of the viscous material container and the viscous resistance plate constituting the viscous material wall damper, a roller support member is provided on the side fixed to the structure, and the other attached with the laminated rubber is a roller portion of the roller support member. Seismic Isolation by viscous body wall damper you characterized in that it is supported only possible direction displacement.
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