JP4330171B2 - アイソレータ保護装置、免震装置 - Google Patents
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Description
このように、安価なゴム材等からなる弾性体を利用することによって、アイソレータ保護装置を低コストに実現することができる。
このように、ゴム弾性体と鋼板とを上下方向へ交互に複数積層して弾性体を形成することによって、弾性体の変形時に生ずる弾性力を全体的により均一にすることができる。また、弾性体をより小型化することが可能になるので、よりコンパクトなアイソレータ保護装置を実現することが可能になる。
本発明の第10の態様に記載のアイソレータ保護装置によれば、アイソレータに作用する上下方向の引っ張り力を1N/mm2以下に低減させることができるので、アイソレータに1N/mm2を超える引っ張り力が作用してしまうことを未然に防止してアイソレータを保護することができる。
本発明の第11の態様に記載の免震装置によれば、基礎と該基礎上の構造物との間にアイソレータを介在させる免震装置において、前述した第1〜第10の態様のいずれかに記載の発明による作用効果を得ることができる。
本発明に係る「免震装置」は、地盤に施工された基礎11とビル等の構造物12との間に「アイソレータ」としての積層ゴム20を複数介在させる構成を有している。公知の積層ゴム20は、図2に図示した如く、略円板形状のゴム板23と略円板形状の鋼板24とが交互に接着されて上下方向へ複数積層された構成を有している。地震による地盤の揺れは、基礎11の揺れが積層ゴム20で吸収されることによって、積層ゴム20上にある構造物12の揺れが低減されることになる。
尚、上部フランジ22と構造物12とだけをアイソレータ保護装置30を介して離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させるようにして、下部フランジ21と基礎11とは直接連結するようにしても良い。或いは逆に、下部フランジ21と基礎11とだけをアイソレータ保護装置30を介して離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させるようにして、上部フランジ22と構造物12とは直接連結するようにしても本発明の実施は可能であり、本発明による作用効果を得ることができる。
図3は、本発明に係るアイソレータ保護装置30の第1実施例を模式的に図示した正面視の断面図であり、図4は、そのA−A断面の平面図である。
本発明に係るアイソレータ保護装置30は、積層ゴム20と基礎11とを離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させる「弾性体」としてのゴム弾性体31と、このゴム弾性体31が弾性限界を超える変形をしないように弾性変位の変位量を規制する「弾性変位量規制手段」及び「規制部材」としての鋼管(ワッシャ)32とを備えている。ゴム弾性体31は、天然ゴム等の硬質ゴムで形成されており、図示の如く円筒体形状を有している。また、鋼管32は、図示の如く、ゴム弾性体31の内周面側に配置可能な円筒体形状で軸方向長がゴム弾性体31より短い形状を有している。
前記の通り、積層ゴム20と基礎11とは、積層ゴム20の下部フランジ21に形成されたボルト孔211にボルト33が挿通された状態で、離間方向へ相対的に変位可能に係合している。したがって、地震による構造物12の揺れによって積層ゴム20に引っ張り力が作用すると、図示の如く、積層ゴム20に対して基礎11が離間方向へ変位し、下部フランジ21と円形鋼板34との間隔が狭くなっていく。それによって、下部フランジ21と円形鋼板34との間に配設されているゴム弾性体31は、図示の如く下部フランジ21と円形鋼板34とで狭圧されて圧縮される。
例えば、積層ゴム20の一例として、ブリヂストン社製の積層ゴムNH100G4を使用した場合において、アイソレータ保護装置30の各構成要素の形状や寸法等を上記のように設定すると、この積層ゴム20が約1N/mm2の引っ張り力を受けるときに、ゴム弾性体31が圧縮力を受けて高さが約50%程度になるまで圧縮変形するようにすることができる。
また、「弾性体」の一例であるゴム弾性体31は、例えば、天然ゴムの他、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ノンブレン、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、イソブレンゴム、クロロブレンゴム、エチレン・ブロビレンゴム、多硫化ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等の多種多様なゴム材を適用することが可能であるが、本発明における「弾性体」は、特にこれらに限定されるものではなく、所望の弾性力を発揮し得る弾性体であれば、どのような弾性体であっても本発明の実施は可能である。このことは、後述する他の実施例においても同様である。
図6は、本発明に係るアイソレータ保護装置30の第2実施例を模式的に図示した正面視の断面図であり、図7は、そのB−B断面の平面図である。
第2実施例におけるアイソレータ保護装置30は、第1実施例と同様に、積層ゴム20と基礎11とを離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させる「弾性体」としてのゴム弾性体31と、このゴム弾性体31が弾性限界を超える変形をしないように弾性変位の変位量を規制する「弾性変位量規制手段」及び「規制部材」としての鋼管(ワッシャ)32とを備えている。第1実施例と異なる点は、円筒体形状を有する鋼管32が、図示の如くゴム弾性体31の外周面側に配置されている点であり、軸方向長がゴム弾性体31より短い形状を有している点は第1実施例と同様である。すなわち、第2実施例は、下部フランジ21の上側において、ゴム弾性体31の外周面側に鋼管32が配設されており、それ以外の構成は、第1実施例と同様なので、構成の詳細な説明は省略する。
第2実施例におけるアイソレータ保護装置30は、第1実施例と同様に、地震の際に積層ゴム20に作用する上下方向の引っ張り力をゴム弾性体31の圧縮変形により吸収して低減させることができる。それによって、許容範囲を超える上下方向の引っ張り力(例えば、1N/mm2以上の引っ張り力)が積層ゴム20に作用して積層ゴム20のゴム板23と鋼板24との間に剥離や空隙が生じてしまうことを防止することができるので、地震の際に。その引っ張り力から積層ゴム20を保護することができる。
図9及び図10は、本発明に係るアイソレータ保護装置30の第3実施例を模式的に図示した正面視の断面図である。図9は、平常時の状態を図示したものであり、図10は、地震による構造物12の揺れによって積層ゴム20に引っ張り力が作用したときの状態を図示したものである。
第3実施例のアイソレータ保護装置30は、図示の如く「弾性体」がゴム弾性体36と鋼板37とが上下方向へ交互に複数積層された構成を有しており、それ以外の構成は、前述した第1実施例と同様なので、詳細な説明は省略する。ゴム弾性体36は、前記のゴム弾性体31と同様に円筒体形状を有する硬質ゴムである。鋼板37は、ゴム弾性体36と略同形状の円筒体形状を有している。
尚、複数のゴム弾性体36と鋼板37とを単に交互に積み重ねるだけでも本発明の実施は可能であるが、ゴム弾性体36と鋼板37とを交互に加硫接着して積層した方が、より安定した弾性と強度向上が期待できる点で好ましい。
図11及び図12は、本発明に係るアイソレータ保護装置30の第4実施例を模式的に図示した正面視の断面図である。図11は、平常時の状態を図示したものであり、図12は、地震による構造物12の揺れによって積層ゴム20に引っ張り力が作用したときの状態を図示したものである。
第4実施例におけるアイソレータ保護装置30は、積層ゴム20と基礎11とを離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させる「弾性体」としてのゴム弾性体31と、このゴム弾性体31が弾性限界を超える変形をしないように弾性変位の変位量を規制する「弾性変位量規制手段」及び「規制部材」としての第1鋼管321及び第2鋼管322とを備えている。ゴム弾性体31は、第1実施例と同様に、天然ゴム等の硬質ゴムで形成されており、図示の如く円筒体形状を有している。
尚、第2鋼管322の軸方向長より第1鋼管321の軸方向長の方を長く設定して、積層ゴム20と基礎11との離間方向への相対的な弾性変位位置を第1鋼管321で規制するように構成することも可能であることは、言うまでもないことである。
図13は、本発明に係るアイソレータ保護装置30の第5実施例を模式的に図示したものであり、図13(a)は平面図、図13(b)は正面図、図13(c)は側面図である。
第5実施例におけるアイソレータ保護装置30は、矩形の鋼板からなる矩形鋼板38、「取付ボルト」としての六角ボルト39及び「弾性体」としての2つのゴム弾性体31で構成されている。ゴム弾性体31は、天然ゴム等の硬質ゴムで形成されており、図示の如く円柱体形状を有している。矩形鋼板38は、中心位置に、六角ボルト39が挿通される貫通孔385が形成されており、上面381には、図示の如く貫通孔385に挿通された六角ボルト39の頭が係止される座ぐり穴383が形成されている。
図15及び図16は、第5実施例におけるアイソレータ保護装置30のC−C断面(図13(a))の矢視図である。図15は、平常時の状態を図示したものであり、図16は、地震による構造物12の揺れによって積層ゴム20に引っ張り力が作用したときの状態を図示したものである。
図17は、本発明に係るアイソレータ保護装置30の第6実施例を模式的に図示した断面図である。
第6実施例は、前記の第5実施例において2つのゴム弾性体31を2つの波形鋼板ばね41に置き換えたアイソレータ保護装置30であり、それ以外の構成は第5実施例と同様である。
このようにして、本発明に係るアイソレータ保護装置30によれば、基礎11と該基礎11上の構造物12との間に積層ゴム20等の「アイソレータ」を介在させる免震装置において、その積層ゴム20に作用する上下方向の引っ張り力を低減させて積層ゴム20を保護するアイソレータ保護装置30を低コストに実現しつつ、その引っ張り力でアイソレータ保護装置30自体が損傷してしまう虞を低減させることができるという作用効果が得られる。
Claims (10)
- 基礎と該基礎上の構造物との間にアイソレータを介在させる免震装置において、前記アイソレータに作用する上下方向の引っ張り力を低減させて前記アイソレータを保護するアイソレータ保護装置であって、
前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とを離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させる弾性体と、
前記弾性体が弾性限界を超える変形をしないように、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な弾性変位の変位量を規制する弾性変位量規制手段と、
前記基礎又は前記構造物に突設される取付ボルトの端部に設けられる係止部と、を備え、
前記アイソレータの上端又は下端のフランジに形成された取付孔に前記取付ボルトが挿通された状態で、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とが離間方向へ相対的に変位可能に係合し、
前記弾性変位量規制手段は、前記フランジと前記係止部との間に配設される規制部材を有し、
前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な変位に伴って、前記フランジと前記係止部との間で前記弾性体が変形するとともに、前記規制部材の一端が前記フランジに当接し他端が前記係止部に当接した状態で、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な弾性変位の変位量が規制される、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。 - 基礎と該基礎上の構造物との間にアイソレータを介在させる免震装置において、前記アイソレータに作用する上下方向の引っ張り力を低減させて前記アイソレータを保護するアイソレータ保護装置であって、
前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とを離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させる弾性体と、
前記弾性体が弾性限界を超える変形をしないように、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な弾性変位の変位量を規制する弾性変位量規制手段と、
前記基礎又は前記構造物に突設される取付ボルトの端部に設けられる係止部と、を備え、
前記アイソレータの上端又は下端のフランジに形成された取付孔に前記取付ボルトが挿通された状態で、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とが離間方向へ相対的に変位可能に係合し、
前記弾性体は、円筒体形状を有し、
前記弾性変位量規制手段は、前記弾性体の内周面側又は外周面側に配置される円筒体形状で軸方向長が前記弾性体より短い鋼管であり、
前記弾性体及び前記鋼管は、前記取付ボルトに挿通された状態で前記フランジと前記係止部との間に配設され、前記鋼管の軸方向一端が前記フランジに当接し軸方向他端が前記係止部に当接した状態で、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な弾性変位の変位量が規制される、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。 - 基礎と該基礎上の構造物との間にアイソレータを介在させる免震装置において、前記アイソレータに作用する上下方向の引っ張り力を低減させて前記アイソレータを保護するアイソレータ保護装置であって、
前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とを離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させる弾性体と、
前記弾性体が弾性限界を超える変形をしないように、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な弾性変位の変位量を規制する弾性変位量規制手段と、
前記基礎又は前記構造物に突設される取付ボルトの端部に設けられる係止部と、を備え、
前記アイソレータの上端又は下端のフランジに形成された取付孔に前記取付ボルトが挿通された状態で、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とが離間方向へ相対的に変位可能に係合し、
前記弾性変位量規制手段は、前記係止部と一体に形成された規制部材を有し、
前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な変位に伴って、前記フランジと前記係止部との間で前記弾性体が変形するとともに、前記規制部材が前記フランジに当接した状態で、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な弾性変位の変位量が規制される、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。 - 請求項3に記載のアイソレータ保護装置において、複数の前記弾性体が前記取付ボルトを対称中心として対称的に配置される、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。
- 基礎と該基礎上の構造物との間にアイソレータを介在させる免震装置において、前記アイソレータに作用する上下方向の引っ張り力を低減させて前記アイソレータを保護するアイソレータ保護装置であって、
前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とを離間方向へ相対的に弾性変位可能に係合させる弾性体と、
前記弾性体が弾性限界を超える変形をしないように、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な弾性変位の変位量を規制する弾性変位量規制手段と、
前記基礎又は前記構造物に突設される取付ボルトの端部に設けられる係止部と、を備え、
前記アイソレータの上端又は下端のフランジに形成された取付孔に前記取付ボルトが挿通された状態で、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とが離間方向へ相対的に変位可能に係合し、
前記弾性体は、円筒体形状を有し、
前記弾性変位量規制手段は、前記弾性体の内周面側に配置される円筒体形状の第1鋼管と前記弾性体の外周面側に配置される円筒体形状の第2鋼管とを有し、
前記弾性体、前記第1鋼管及び前記第2鋼管が、前記取付ボルトに挿通された状態で前記フランジと前記係止部との間に配設され、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物とが離間方向へ相対的に変位することによって、前記フランジと前記係止部とで前記第1鋼管と前記第2鋼管とが相反する方向へ押動されて移動し、その前記第1鋼管と前記第2鋼管との相反する方向への移動によって前記弾性体が剪断変形し、前記第1鋼管又は前記第2鋼管の軸方向一端が前記フランジに当接し軸方向他端が前記係止部に当接した状態で、前記アイソレータと前記基礎又は前記構造物との離間方向への相対的な弾性変位の変位量が規制される、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のアイソレータ保護装置において、前記弾性体は、ゴム弾性体である、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のアイソレータ保護装置において、前記弾性体は、ゴム弾性体と鋼板とが上下方向へ交互に複数積層された構成を有している、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のアイソレータ保護装置において、前記アイソレータは、ゴム板と鋼板とが交互に接着されて上下方向へ複数積層された構成を有している、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のアイソレータ保護装置において、前記アイソレータに作用する上下方向の引っ張り力を1N/mm2以下に低減させる、ことを特徴としたアイソレータ保護装置。
- 基礎と該基礎上の構造物との間にアイソレータを介在させる免震装置であって、請求項1〜9のいずれか1項に記載のアイソレータ保護装置を備える、ことを特徴とした免震装置。
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