JP4228436B2 - 弾性滑り支承を具備した免震構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震等の振動から建物等の上部構造物を免震する免震装置である弾性滑り支承及びこの弾性滑り支承を具備した免震構造に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の弾性滑り支承は、通常、少なくとも一つの内部鋼板層と、複数のゴム層と、このゴム層のうちで最上及び最下層のゴム層に固着された上部及び下部補強鋼板とを具備した積層体を具備している。
【０００３】
このような弾性滑り支承は、その上面又は下面を上部構造部の下面又は基礎の上面に固定する一方、その下面又は上面の全面を、基礎の上面又は上部構造部の下面に取り付けられた滑り板に摺動自在に接触させて、当該基礎又は上部構造部に対して水平方向に相対的に移動可能として、基礎と上部構造物との間に配されて、使用される。
【０００４】
そして、弾性滑り支承は、通常、地震等における一定値以下の加速度の振動に対しては、その水平方向の剪断弾性変形により、基礎の振動の上部構造物への伝達を低減し、一定値以上の加速度の振動に対しては、その下面又は上面の全面を滑り板に対して滑らせて、これにより、基礎の振動の上部構造物への伝達を低減すると共に、その滑りにおける摩擦抵抗熱により上部構造物の振動を減衰させるようになっている。
【０００５】
ところで、弾性滑り支承の下面又は上面と滑り板との間の摩擦係数は、実際的には、弾性滑り支承が受ける荷重、即ち主として上部構造物の荷重に基づく弾性滑り支承の下面又は上面と滑り板との間の面圧によって変化し、したがって、上部構造物の荷重の大小によって、弾性滑り支承が滑り板に対して滑り出す振動加速度の値が異なるようになる。
【０００６】
このために、種々の異なる上部構造物の荷重に対して最適な滑り出し振動加速度の値を得る場合には、それに対応した大きさの滑り面を有した弾性滑り支承を準備しなければならない。
【０００７】
しかるに従来の弾性滑り支承では、その上面又は下面全面を滑り板に摺動自在に接触させるものであるために、上部構造物の種々の異なる荷重に対してその滑り面での面圧を、荷重とは独立に調整することができず、したがって、所望の最適な摩擦係数を設定することが困難であって、種々の異なる上部構造物の荷重に対して最適な滑り出し振動加速度の値を容易に調整設定することができない。
【０００８】
また、弾性滑り支承の下面又は上面の全面を滑り板に摺動自在に接触させる場合には、弾性滑り支承の下面又は上面の全面の平面度を精度よくしないと、密に接触が生じる部位と、そうでない部位とが生じ、設計した通りの特性が得られない場合があり、加えて、広い面積を精度よく平坦に形成することは、手間がかかり困難を伴うことが多いという欠点がある。
【０００９】
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、所望の最適な摩擦係数を設定することが容易にでき、種々の異なる上部構造物の荷重に対して最適な滑り出し振動加速度の値を簡単に調整設定することができる弾性滑り支承及びこのような弾性滑り支承を具備した免震構造を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、設計した通りの特性が得られると共に、製造が容易な弾性滑り支承及びこのような弾性滑り支承を具備した免震構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の基礎と上部構造物との間に介在される弾性滑り支承は、複数の分割滑り面からなる滑り面を具備している。
【００１２】
第一の態様の弾性滑り支承では、滑り面が複数の分割滑り面からなるために、各分割滑り面の平面度を精度よく形成でき、設計した通りの特性を容易に得ることができることになる。
【００１３】
本発明の第二の態様の弾性滑り支承では、第一の態様の弾性滑り支承において、分割滑り面は、上部構造物の荷重に対して所望の摩擦抵抗力が得られるように、その個数が決定されて、具備せしめられている。
【００１４】
第二の態様の弾性滑り支承では、分割滑り面の個数が選択されて、これにより、上部構造物の荷重に対して所望の摩擦抵抗力を得るようにしているために、面圧によって変わり得る摩擦係数を所望の最適な値に設定することが容易にでき、種々の異なる上部構造物の荷重に対して最適な滑り出し振動加速度の値を簡単、容易に調整設定することができる。
【００１５】
本発明の第三の態様の弾性滑り支承では、第一又は第二の態様の弾性滑り支承において、積層体を具備しており、この積層体は、少なくとも一層の内部鋼板層と、複数のゴム層と、このゴム層のうちで最外層の両ゴム層に固着された上部及び下部補強鋼板とを具備している。
【００１６】
本発明の第四の態様の弾性滑り支承では、第三の態様の弾性滑り支承において、分割滑り面は、上部及び下部補強鋼板のうちの一方の露出表面に配されている。
【００１７】
本発明の第五の態様の弾性滑り支承では、第四の態様の弾性滑り支承において、露出表面には、複数の凹所が形成されており、分割滑り面は、各凹所に埋め込まれた滑り材の露出表面からなる。
【００１８】
第五の態様の弾性滑り支承のように、分割滑り面を各凹所に埋め込まれた滑り材の露出表面で構成することにより、分割滑り面の変位を無くすことができ、しっかりと分割滑り面を所定位置に保持できるので好ましい。
【００１９】
滑り材としては、好ましい例では、充填材入りのポリテトラフルオロエチレン樹脂からなるが、他の滑り材でもよく、また、充填材としては、滑り材の主体、上記の好ましい例では、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を効果的に補強又は保持して、滑り材の摩耗若しくはコールドフローによる消失を所望に回避できる、例えばガラス繊維又はガラス粉末が好ましい。
【００２０】
本発明の第六の態様の弾性滑り支承では、上記のいずれかの態様の弾性滑り支承において、分割滑り面は円形であって、円形の分割滑り面の中心は、実質的に同心円上に位置しており、当該同心円の中心点に関して、各分割滑り面は、実質的に点対称に配されている。
【００２１】
第六の態様の弾性滑り支承では、各円形の分割滑り面が同心円の中心点に対して実質的に点対称に配されているために、弾性滑り支承の荷重が均等に各分割滑り面に付加されて、弾性滑り支承が傾いたり、特定の分割滑り面が、極度に摩耗したり、へたったりすることを少なくし得る。
【００２２】
本発明の第七の態様の弾性滑り支承では、上記の態様のいずれかの弾性滑り支承において、基礎と上部構造物とのうちの一方に対して固定されており、基礎と上部構造物とのうちの他方に対して滑り移動自在となるように、基礎と上部構造物とのうちの他方に対面する面に、複数の分割滑り面が形成されている。
【００２３】
本発明においては、建物等の上部構造物としては、一般のビルディング、集合住宅、戸建住宅、橋桁、高速道路を含む高架道路、美術品展示台等のいずれでもよく、基礎としては、地盤を含むこれらの上部構造物に対応して適宜のものであればよい。
【００２４】
本発明の第一態様の免震構造は、基礎と、この基礎上に固定された滑り板と、上記のいずれかの態様の弾性滑り支承であって、滑り板の上面に水平方向に滑り移動自在に分割滑り面が当接した弾性滑り支承と、弾性滑り支承上に固定された固定板と、この固定板が固定された上部構造物とを具備している。
【００２５】
本発明の第二態様の免震構造は、基礎と、この基礎上に固定された固定板と、この固定板上に固定されており、上記のいずれかの態様の弾性滑り支承と、弾性滑り支承の分割滑り面が水平方向に滑り移動自在に当接した下面を有した滑り板と、この滑り板が固定された上部構造物とを具備している。
【００２６】
尚、弾性滑り支承は、振動後、上部構造物を元の位置に戻す機能（原点復帰機能）を有しないために、この機能を有する装置と通常は併用される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
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、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００２８】
図１及び図２において、本例の免震構造１は、基礎２と、基礎２上に固定された滑り板３と、滑り板３の上面４に水平方向に滑り移動自在に複数の分割滑り面５が当接した弾性滑り支承６と、弾性滑り支承６上に固定された固定板７と、固定板７が固定された上部構造物８とを具備している。
【００２９】
基礎２は、コンクリート打ち込み等により、複数の袋ナット１１を所定間隔をもって埋め込んで、地盤上に形成されている。
【００３０】
鋼板等からなる滑り板３は、当該滑り板３に形成された各貫通孔１３を介して袋ナット１１にボルト１４を螺合させて、基礎２の上面１５上に固定されている。滑り板３の上面４には、硬質クロムメッキ等が施されて、更にその上に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等の滑り材が塗布又はコーティングされて、滑り層が形成されている。
【００３１】
尚、基礎２の上面１５又は滑り板３の下面１６に、離型材を塗布又はコーティングして、基礎２と滑り板３との間に離型材を介在させ、袋ナット１１からのボルト１４の除去により、容易に基礎２から滑り板３を取り外し得るようにしてもよい。
【００３２】
弾性滑り支承６は、図３及び図４に詳細に示すように、積層体２１を具備している。積層体２１は、本例では一層の内部鋼板層２３と、内部鋼板層２３を間にした二層のゴム層２４及び２５と、ゴム層のうちで最外層の両ゴム層であるゴム層２４及び２５に固着された上部及び下部補強鋼板２６及び２７と、内部鋼板層２３、ゴム層２４、２５、上部及び下部補強鋼板２６及び２７の周囲を被覆した被覆ゴム層２８とを具備している。内部鋼板層２３は、ゴム層２４及び２５に挟まれて配されており、被覆ゴム層２８は、ゴム層２４及び２５と一体形成されている。ゴム層２４及び２５並びに被覆ゴム層２８は、内部鋼板層２３並びに上部及び下部補強鋼板２６及び２７に加硫接着されて、一体化されている。
【００３３】
滑り板３に対面する面である下部補強鋼板２７の露出表面である下面３１には、滑り材３２が埋め込まれた複数の円形の凹所（直径約１３０ｍｍ、深さ約６ｍｍ程度）３３が互いに分離されて形成されており、滑り材３２は、下部補強鋼板２７の下面３１から極めて微小に部分的（約８ｍｍ程度）に突出しており、各凹所３３における滑り材３２の露出面（下面）が分割滑り面５となっており、而して、下部補強鋼板２７の下面３１には、互いに分離された多数の円形の分割滑り面５と、分割滑り面５を取り囲んだ連続面３４（下面３１）とが配されている。
【００３４】
各分割滑り面５の中心４０は、仮想の同心円４１、４２及び４３上に実質的に位置し、当該同心円の中心点４４に関して、各分割滑り面５は実質的に点対称に配されている。
【００３５】
滑り材３２は、本例では、ガラス繊維から成る充填材が分散混入されたポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる。分割滑り面５は、上部構造物８の荷重に対して所望の摩擦抵抗力が得られるように、その個数が決定されて、具備せしめられている。
【００３６】
上部補強鋼板２６の上面５１には、固定板７を取り付けるためのねじ穴５２が複数個穿孔されている。
【００３７】
固定板７には、弾性滑り支承６への取付用の複数の貫通孔５３と、上部構造物８への固定用の複数の貫通孔５４とが形成されており、固定板７は、各貫通孔５３を介してねじ穴５２に螺合されたボルト５５により、弾性滑り支承６の上面である上部補強鋼板２６の上面５１に固定されている。
【００３８】
上部構造物８は、コンクリート打ち込み等により、複数の袋ナット６１を所定間隔をもって埋め込んで、固定板７上に形成されている。固定板７は、各貫通孔５４を介して袋ナット６１に螺合したボルト６２により、上部構造物８の下面６３に固定されている。
【００３９】
尚、固定板７の上面６４に離型材を塗布又はコーティングして、固定板７と上部構造物８との間に離型材を介在させ、固定板７を上部構造物８から容易に取り外し得るように、上部構造物８に固定してもよい。
【００４０】
以上のようにして基礎２と上部構造物８との間に設置された弾性滑り支承６は、その分割滑り面５と滑り板３の上面４との間で滑り板３に対して水平方向に相対的に滑り自在であるために、例えば地震により基礎２が水平方向に振動しても、分割滑り面５と上面４との間での摩擦抵抗力以下の水平力では、そのゴム層２４及び２５の水平方向の剪断弾性変形により上部構造物８への振動の伝達を低減し、分割滑り面５と上面４との間での摩擦抵抗力以上の水平力では、滑り板３上で水平方向に滑り、この滑りにより上部構造物８への振動の伝達を低減すると共に、その滑りの摩擦熱により上部構造物８の振動を減衰させる。
【００４１】
そして、弾性滑り支承６では、その支持する上部構造物８の荷重に対応して決定した個数の分割滑り面５を有したものを用いることにより、各分割滑り面５の面圧を所定の摩擦係数が得られる値にでき、したがって、種々の異なる上部構造物８の荷重に対して最適な滑り出し振動加速度の値を簡単に調整設定することができる。
【００４２】
しかも、滑り面が小さい分割滑り面５の集合からなるために、各分割滑り面５の平面度を精度よく形成でき、設計した通りの特性を容易に得ることができることになる。
【００４３】
尚、以上は、弾性滑り支承６を上部構造物８側に固定して、基礎２側に対して水平方向に相対的に滑り移動自在とした例であるが、これとは逆に、弾性滑り支承６を基礎２側に固定して、上部構造物８側に対して水平方向に相対的に滑り移動自在としてもよく、この場合には、免震構造１は、基礎２と、基礎２上に固定された固定板７と、固定板７上に固定された弾性滑り支承６と、弾性滑り支承６の分割滑り面５が水平方向に滑り移動自在に当接した下面を有した滑り板３と、滑り板３が固定された上部構造物８とを具備することになる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、所望の最適な摩擦係数を設定することが容易にでき、種々の異なる上部構造物の荷重に対して最適な滑り出し振動加速度の値を簡単に調整設定することができ、しかも、設計した通りの特性が得られると共に、製造が容易な弾性滑り支承及びこのような弾性滑り支承を具備した免震構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の免震構造の好ましい一実施の形態の例の正面断面図である。
【図２】図１の例の一部の平面図である。
【図３】図１の例に用いられている弾性滑り支承の正面断面図である。
【図４】図３に示す弾性滑り支承の底面図である。
【符号の説明】
１ 免震構造
２ 基礎
３ 滑り板
４ 上面
５ 分割滑り面
６ 弾性滑り支承
７ 固定板
８ 上部構造物

Claims (6)

1. 上部構造物と、基礎と、この基礎上に固定された滑り板と、この滑り板の上面に水平方向に滑り移動自在に当接した分割滑り面からなる滑り面を具備していると共に基礎と上部構造物との間に介在された弾性滑り支承と、弾性滑り支承上に固定されていると共に上部構造物に固定された固定板とを具備しており、固定板と上部構造物との間に離型材を介在させてなる免震構造。
2. 分割滑り面は、上部構造物の荷重に対して所望の摩擦抵抗力が得られるように、その個数が決定されて、具備せしめられている請求項１に記載の免震構造。
3. 弾性滑り支承は積層体を具備しており、積層体は、少なくとも一層の内部鋼板層と、複数のゴム層と、このゴム層のうちで最外層の両ゴム層に固着された上部及び下部補強鋼板とを具備している請求項１又は２に記載の免震構造。
4. 分割滑り面は、下部補強鋼板の露出表面に配されている請求項３に記載の免震構造。
5. 露出表面には、複数の凹所が形成されており、分割滑り面は、各凹所に埋め込まれた滑り材の露出表面からなる請求項４に記載の免震構造。
6. 分割滑り面は円形であって、円形の分割滑り面の中心は、実質的に同心円上に位置しており、当該同心円の中心点に関して、各分割滑り面は、実質的に点対称に配されている請求項１から５のいずれか一項に記載の免震構造。

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