JP4486977B2 - 免震装置 - Google Patents
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Description
増田一眞著「激震に生き残る伝統木構造の家」 小野徹郎他4名著「実伝統木造社寺建築の水平加力実験及び復元力特性(伝統木造社寺建築の耐震性能評価その1)」 中治弘行他4名著「東三河伝統構法民家の耐震性能評価のための性的切り返し加力実験」
差する部材の仕口部が応力に対し、しなやかに対応し復元するところにある。この特性を
活かし、本来の木造建築技術を復活させなければならない。従って建物の下部において地
震力を減衰させ、建築物への影響を限りなく無くすことにある。
本発明の請求項1に記載の免震装置は、建物に固定された架台と基礎との間に設置される免震装置において、
建物の前記架台に取り付けられた滑り支承と、前記滑り支承を支持するための支承転動台と、前記支承転動台を支持するための衝撃緩衝装置と、建物の前記基礎に設置され、前記衝撃緩衝装置を支持するための装置固定盤と、を備えており、
前記滑り支承は、転動する複数の球体と、前記複数の球体を保持する保持器とを備え、前記支承転動台は、凹面を有する円盤体プレートを有し、前記滑り支承の前記複数の球体は前記支承転動台の前記円盤体プレートに支持されており、
前記衝撃緩衝装置は、複数の弾性体とフラットプレートを重ねて構成されており、
前記装置固定盤は、ベースプレートと、前記支承転動台及び前記衝撃緩衝装置の移動を防止するための位置固定金具とを有し、前記支承転動台は、前記衝撃緩衝装置を介して前記装置固定盤に支持されており、
更に、前記円盤体プレートの裏側には、前記滑り支承の前記複数の球体の転動による力を前記衝撃緩衝装置に均等に伝えるための力骨が放射状に設けられ、前記装置固定盤の前記位置固定金具には、前記円盤体プレートの前記力骨に対応して切り欠き部が設けられ、前記力骨が前記位置固定金具の切り欠き部に咬み合わされており、
地震の際の竪揺れに対しては、前記衝撃緩衝装置の前記複数の弾性体が上下方向に弾性変形して竪揺れを緩衝し、地震の際の横揺れに対しては、前記滑り支承の前記複数の球体が前記支承転動台の前記円盤体プレートに対して相対的に移動して横揺れを緩衝することを特徴とする。
これ等の上部装置や下部装置のいずれかに地震の竪振動を緩和する弾性体や横振動を緩和する球体、また球体が滑らかに転がるための凹面を持った円盤体若しくは平らな円型転動板等にてその目的を叶えるものである。
上部装置の滑り支承は転動する球体とその球体を一定の配列に整える保持器とで成り立っている。下部装置は滑り支承転動台としての凹面付円盤型プレートと複数の弾性体を並べたフラットプレートを複数重ねた衝撃緩衝装置からなり、円筒状の装置固定盤に載置し建物の基礎上に固定する。滑り支承転動台は滑り支承を支え、その面で球体を転動させる。これらの部材を組み合わせることで単純明快な免震装置としている。
上部装置の滑動基盤は2枚の平らな円形滑動用プレートに円形弾性体を挟んだ一体装置であり、下部装置の滑り支承は転動する球体とその球体を一定の配列に整える保持器で構成し、一定の形をした成形弾性体の上に設置し、装置固定盤に載置、建物の基礎に固定する。尚、補助装置は双方の実施形態、共通の構成である。
以下、図2〔B〕図中の符号6・7・8・9及び図2〔A〕、11の順に説明する。
この装置は建物の重量を支持し、地震の横揺れに対応することを目的にしている。従って上部荷重及び地震の全方向の横揺れに対し堅固な形として上下のプレートの間にコアシリンダー404と放射状に施した台形のリブプレート402・403を配したものである。またコアシリンダー404の中も放射状に補強材をいれている。これ等は全て鋼鉄材を使用するものである。また下部は球体を7個、正6角形に配し自在の転動に備えている。その外側には球体が衝撃で跳び出さないようガードプレート407を施している。
鋼鉄製の凹面付円盤体プレート701の裏側には上部装置の滑り支承が転動するたびにその力を下部装置に均等に伝えるための力骨703を放射状に配し、外側を短冊プレート704で固め、中央ではハブシリンダー702を備え放射状の力骨703と繋いでいる。
これは既に説明を加えた滑り支承転動台と衝撃緩衝装置をこの装置固定盤に載せ、所定の基礎にアンカーボルトにて固定させるものである。この装置固定盤は鋼鉄製のベースプレート901と位置固定金具902からなっている。位置固定金具902とは滑り支承転動台と衝撃緩衝装置が地震等の力で移動しないようベースプレート901に垂直に取り付けたものである。位置固定金具902には滑り支承転動台の裏側の力骨が咬み合う切り欠き部が放射状に具備され、衝撃による脱落等に万全を期している。
図7〔A〕は補助装置の全体構成の詳細図、図7〔B〕はアンカー金物15の平面図である。
この補助装置は想定外の振動変位や強風・台風圧にも対抗することが目的である。フック鋼棒1502をアンカープレート1501に溶接し、振動変位でフック鋼棒1502が変形しないよう歪み防止プレート1503にて補強したアンカー金物15を架台の下部に固定する。同様に基礎部分にもアンカー金物15を設置する。この間を自在伸縮材1101と上下の自在連結リング鋼棒1102を介しそれぞれに繋ぐものである。この自在連結リング鋼棒1102が全方向の地震に対して柔軟に対応することになる。ここでは自在伸縮材としてコイルバネを考えているが円錐コイルバネや合成樹脂ゴムとコイルバネの併用も考えられる。尚、この補助装置は他の実施形態でも共通する。
図8は図8〔A〕のように各部材を組み合わせ免震装置1として構成するものである。その組み合わせは図8〔B〕の通りである。
以下、図8〔B〕図中の符号12・6・14・10の順に説明する。
図10〔A〕は球体14の配列平面図、図10〔B〕は縦方向断面図、図10〔C〕は側面図、図10〔D〕は部材の組み合わせ状況図である。
この装置は球体13を7個、図の様に正六角形に配し、自在の転動に備えている。その配列を恒常的に維持し、地震の衝撃で球体13の飛び出しを防止する鋼製の六角コアケーシング501と建物等の荷重を伝達する軸力伝達プレート502からなる保持器5と前述の球体13で滑り支承6を構成し、転動機能と重量支持機能を持たせている。
この成形弾性体14は地震の竪振動の衝撃を緩衝することが目的である。上部に滑り支承の保持器5を載せるため正六角柱体をなし、下部は複数の突起物を具備し、これが衝撃に対応することになる。その材料は硬質ゴム、合成樹脂ゴム等、或いはそれらと軟質金属、形成金属類を合体させたものを仕様とする。
これは図10にて前述した滑り支承6と成形弾性体14を組み合わせ、この装置固定盤10に載せ、所定の基礎にアンカーボルトにて固定させるものである。この装置固定盤10は鋼鉄製のベースプレート1001と位置固定金具1002・1003からなっている。位置固定金具1002・1003とはリブ付きの鋼製型材を使用し、装置固定盤の中央に六角形の3辺にあたる位置の2辺に位置固定金具1002を溶接し、他の1辺に位置固定金具1003を設置、この位置固定金具1003は上部装置の脱着を可能にするために取り外し可能とする。
ここに示しているのは日本家屋の間取りパターンを3種類のユニット平面にまとめたものである。これらのユニット平面を増殖することで自由な大きさが容易にできる。部材リストの6種類の部材は各ユニット平面をつくる共通部材であり、ここでは資材として鋼材、或いは鋼材で補強された木材の集成材を考えている。1例として図13〔A〕について説明すると四角形の4つの角に図13〔D〕のL型部材204配し、その部材の4つの中間に図13〔D〕のT型部材205を取り付け、四角形の中央部に図13〔D〕のX型部材を配置して4Tユニット架台が製作できる。このユニット架台は他の実施形態でも共通する。
2 架台
201 4Tユニット架台
202 3Tユニット架台
203 2Tユニット架台
204 L型部材
205 T型部材
206 X型部材
207 T1型部材
208 X1型部材
209 X2型部材
3 基礎
4 保持器A
401 トッププレート(架台との接合用)
404 コアシリンダー
402 リブプレート・大(応力均衡伝達用)
403 リブプレート・小(応力均衡伝達用)
405 六角鋼棒
406 ウイングプレート
407 ガードプレート
408 軸力伝達プレート
409 補強プレート
5 保持器B
501 六角コアケーシング
502 軸力伝達プレート
6 滑り支承
7 滑り支承転動台
701 凹面付円盤型プレート(振動減衰装置)
702 ハブシリンダー
703 力骨
704 短冊プレート
8 衝撃緩衝装置
801 フラットプレート
802 円形弾性体
803 弾性樹脂固定材
9 装置固定盤A
901 ベースプレート
902 位置固定金具(溶接固定)
10 装置固定盤B
1001 ベースプレート
1002 位置固定金具(溶接固定)
1003 位置固定金具(脱着自在)
11 補助装置
1101 自在伸縮材
1102 自在連結リング鋼棒
12 滑動基盤
1201 滑動用上部プレート(ボルト穴付)
1202 滑動用下部プレート(架台取付用ボルト付)
1203 円形弾性体
13 球体
14 成形弾性体
15 アンカー金物
1501 アンカープレート
1502 フック鋼棒
1503 歪み防止プレート
Claims (3)
- 建物に固定された架台と基礎との間に設置される免震装置において、
建物の前記架台に取り付けられた滑り支承と、前記滑り支承を支持するための支承転動台と、前記支承転動台を支持するための衝撃緩衝装置と、建物の前記基礎に設置され、前記衝撃緩衝装置を支持するための装置固定盤と、を備えており、
前記滑り支承は、転動する複数の球体と、前記複数の球体を保持する保持器とを備え、前記支承転動台は、凹面を有する円盤体プレートを有し、前記滑り支承の前記複数の球体は前記支承転動台の前記円盤体プレートに支持されており、
前記衝撃緩衝装置は、複数の弾性体とフラットプレートを重ねて構成されており、
前記装置固定盤は、ベースプレートと、前記支承転動台及び前記衝撃緩衝装置の移動を防止するための位置固定金具とを有し、前記支承転動台は、前記衝撃緩衝装置を介して前記装置固定盤に支持されており、
更に、前記円盤体プレートの裏側には、前記滑り支承の前記複数の球体の転動による力を前記衝撃緩衝装置に均等に伝えるための力骨が放射状に設けられ、前記装置固定盤の前記位置固定金具には、前記円盤体プレートの前記力骨に対応して切り欠き部が設けられ、前記力骨が前記位置固定金具の切り欠き部に咬み合わされており、
地震の際の竪揺れに対しては、前記衝撃緩衝装置の前記複数の弾性体が上下方向に弾性変形して竪揺れを緩衝し、地震の際の横揺れに対しては、前記滑り支承の前記複数の球体が前記支承転動台の前記円盤体プレートに対して相対的に移動して横揺れを緩衝することを特徴とする免震装置。 - 建物の前記架台と前記基礎との間には、地震の際の全方向の動きを制御するための補助装置が設けられ、前記補助装置は前記滑り支承の周りに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の免震装置。
- 前記補助装置は、建物の前記架台に設けられたアンカー金物と、建物の前記基礎に設置されたアンカー金物と、これらアンカー金物の間に介在された自在伸縮材とから構成されていることを特徴とする請求項2に記載の免震装置。
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