JP4502187B2

JP4502187B2 - 床免震構造

Info

Publication number: JP4502187B2
Application number: JP2004129932A
Authority: JP
Inventors: 大吾石井
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-04-26
Also published as: JP2005307695A

Description

本発明は、床免震構造に関する。

従来の床免震構造では、床スラブの自重および積載荷重が比較的軽く、積層ゴムによる免震効果が期待できないため、ボールベアリング支承（例えば、特許文献１参照。）やリニアレール機構（例えば、特許文献２参照。）を用いた免震装置が考案されている。
特開平１１−３３６８３１号公報（第２−３頁、第１図）特開２００１−８２５４０号公報（第２−３頁、第１図）

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された免震装置は高価であり、大幅なコストアップは避けられないうえ、免震装置で床スラブを支持する構造であるため、免震装置の高さ分だけ床面が高くなるという問題がある。また、免震装置の取替えにおいては、床スラブをジャッキアップしなければならない問題もある。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、免震装置が安価で、取替えも容易なうえ、床面の高さも変化しない床免震構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る床免震構造では、柱間に架設される梁と、当該梁上に載置され、当該梁上を水平方向に摺動する床スラブと、一端が前記梁に固定され、他端が前記床スラブに固定されて材軸方向に変形する免震部材とを備えることを特徴とする。
梁と床スラブを一体化せず、梁上に床スラブを載置し、梁と床スラブを免震部材で連結することにより、免震部材を介さずに床スラブの自重および積載荷重を梁が直接支持し、免震部材は地震時水平力のみ負担する。地震時水平力が免震部材に作用すると、免震部材は材軸方向に変形し、床スラブの水平移動に対して水平バネとして抵抗する。即ち、免震部材が材軸方向に変形することにより、積層ゴムと同様の働きをするのである。
本発明では、梁上に床スラブを載置して、梁と床スラブを材軸方向に変形する免震部材で連結することにより床免震構造を実現しているので、高価な特殊機構を使用せずに床免震構造の低剛性化が可能となり、重量が比較的小さな床スラブに対しても十分に免震効果が期待できる。しかも、床スラブが梁の上に直接載っているため、従来型のように床面が高くなることがない。さらに、本発明では、免震部材が床スラブを支持していないので、免震部材を取り替える際にジャッキアップが不要となる。

また、本発明に係る床免震構造では、前記免震部材は、棒状または帯板状のゴム材からなることが好適である。
本発明では、材軸方向に変形する免震部材として棒状または帯板状のゴム材の伸縮を利用することにより、従来型の免震装置に比べて低剛性な床免震構造を実現することができる。

また、本発明に係る床免震構造では、柱間に架設される梁と、当該梁上に載置され、当該梁上を水平方向に摺動する床スラブと、一端が前記梁に固定され、他端が前記床スラブに固定されて曲げ変形する免震部材とを備えることを特徴とする。
本発明は、地震時水平力が免震部材に作用すると、免震部材が曲げ変形することにより、床スラブの水平移動に対して水平バネとして抵抗するものであり、上記発明と同様の効果を有する。

また、本発明に係る床免震構造では、前記免震部材は、棒状または帯板状の鋼材からなることが好適である。
本発明では、曲げ変形する免震部材として棒状または帯板状の鋼材を用いることにより、従来型の免震装置に比べて低剛性な床免震構造を実現することができる。

また、本発明に係る床免震構造では、前記梁と前記床スラブ間に摩擦部材が介装されていてもよい。
ここで、摩擦部材には、ポリ４フッ化エチレンなどの摩擦係数が低く耐久性に優れた材料が好適である。
本発明では、梁と床スラブ間に摩擦係数の低い摩擦部材を介装することにより、床スラブの水平移動時の摩擦減衰力を調整するとともに、移動時の騒音を防止することができる。

また、本発明に係る床免震構造では、前記梁に対する前記床スラブの相対移動量を減衰させる減衰装置を備えていてもよい。
通常、免震構造では、免震構造物の固有振動数近傍における共振を防止するためにダンパーなどの減衰装置を設置することが多い。本発明でも、梁に対する床スラブの相対移動量を減衰させる減衰装置を備えることにより、床免震構造の固有振動数近傍における共振を防止するとともに、床スラブの振動を速やかに減衰させることができる。

本発明によれば、梁上に床スラブを載置して、梁と床スラブを材軸方向に変形する免震部材または曲げ変形する免震部材で連結することにより、免震装置が安価で、取替えも容易なうえ、床面の高さも変化しない床免震構造を実現することができる。

以下、本発明に係る床免震構造の実施形態について図面に基いて説明する。
図１は、本発明に係る床免震構造の第一の実施形態を示す分解斜視図である。また、図２は、その平面図およびＡ−Ａ矢視断面図である。なお、以降の平面図において、黒丸は免震部材を床スラブへ固定する位置を、白丸は免震部材を梁へ固定する位置をそれぞれ示している。
本実施形態による床免震構造１０では、柱５、５間に架設されたＨ形鋼からなる梁１上に、平面視方形状の床スラブ２が載置され、床スラブ２は梁１上を水平方向に摺動できるようになっている。床スラブ２と梁１…とは、天然ゴムからなる棒状または帯板状のゴムバンド３によって連結されており、ゴムバンド３の一端は、床スラブ２下面の隅角部に設けられて下方に突出する突起部２ａに固定され、他端は梁１中央部の側面１ａに固定されている。
梁１の上面には、ポリ４フッ化エチレンからなる摩擦部材４が貼着され、床スラブ２の水平移動時の摩擦減衰力を調整するとともに、移動時の騒音を防止している。また、床スラブ２が水平方向に移動した際、柱５に衝突しないように、床スラブ２と柱５との取り合い部にはクリアランス６が設けられている。

図３は、地震力が作用した状態における本発明に係る床免震構造の第一の実施形態を示す平面図である。
床スラブ２に地震力が作用すると、床スラブ２は、慣性力により梁１上を水平方向に摺動する。これに伴い、棒状または帯板状のゴムバンド３は材軸方向に伸縮し、床スラブ２の水平移動に対してバネとして抵抗する。
本実施形態による床免震構造１０の水平剛性は、棒状または帯板状のゴムバンド３の材軸方向の剛性によって決まり、ゴムバンド３の断面積、ヤング係数および部材長を変化させることで、床免震構造１０の水平剛性を容易に調整することができる。
なお、摩擦部材４と床スラブ２との間に摩擦力が作用しているため、平常時における床スラブ２上での作業等により床スラブ２が移動することはない。

ところで、梁１に対する床スラブ２の相対移動量を減衰させる減衰装置を床免震構造１０に設置すれば、床免震構造１０の固有振動数近傍における共振を防止するとともに、床スラブの振動を速やかに減衰させることができる。
図４（ａ）は、床スラブ２と梁１との間に油圧ダンパー７を設置した場合を示し、油圧ダンパー７の両端部７ａ、７ａは水平面内で回動自在に軸支されている。
また、図４（ｂ）は、床スラブ２とベース９との間に粘性ダンパー８を設置した場合を示している。粘性ダンパー８は、高粘性流体８ｃで満たされた密閉容器８ａ内を鋼板８ｂが移動する際に発生する粘性抵抗を利用するものであり、密閉容器８ａはベース９に固定され、鋼板８ｂは床スラブ２に連結されている。
なお、上記の実施形態では減衰装置として油圧ダンパー７や粘性ダンパー８を使用した例を示したが、粘弾性ダンパーや鋼材ダンパーなどを用いてもよい。

図５は、本発明に係る床免震構造の他の実施形態を示したものである。
図５（ａ）に示す第二の実施形態では、ゴムバンド３の一端を床スラブ２下面の隅角部に設けられて下方に突出する突起部２ａに固定し、他端を梁端から梁長の略１／４の位置における梁１の側面１ｂに固定した場合を示し、第一の実施形態に比べてゴムバンド３の部材長が短くなる。
一方、図５（ｂ）に示す第三の実施形態では、ゴムバンド３の一端を床スラブ２下面中央部に設けられて下方に突出する突起部２ｂに固定し、他端を梁１の中央部の側面１ａに固定した場合を示し、第一および第二の実施形態に比べてゴムバンド３の総数が少なくなる。

図６は、本発明に係る床免震構造の第四の実施形態を示す平面図である。
本実施形態では、免震部材として、材軸方向に変形するゴムバンド３に代えて、棒状または帯板状の普通鋼からなる鋼材１３を使用する。鋼材１３の一端は床スラブ２下面の隅角部に設けられて下方に突出する突起部２ａに固定され、他端は梁１の中央部の側面１ａに固定されている。また、鋼材１３は、その中央部から突起部２ａにかけて湾曲した形状をしている。

図７は、地震力が作用した状態における本発明に係る床免震構造の第四の実施形態を示す平面図である。
床スラブ２に地震力が作用すると、床スラブ２は、慣性力により梁１上を水平方向に摺動する。これに伴い、棒状または帯板状の鋼材１３は曲げ変形し、床スラブ２の水平移動に対してバネとして抵抗する。この際、鋼材１３が中央部から突起部２ａにかけて湾曲しているので、鋼材１３に材軸方向の地震力が作用することはない。
本実施形態による床免震構造２０の水平剛性は、棒状または帯板状の鋼材１３の曲げ剛性によって決まり、鋼材１３の断面２次モーメント、ヤング係数および部材長を変化させることで、床免震構造２０の水平剛性を容易に調整することができる。

本実施形態による床免震構造１０、２０では、梁１上に床スラブ２を載置して、梁１と床スラブ２を材軸方向に変形するゴムバンド３または曲げ変形する鋼材１３で連結することにより床免震構造を実現しているので、高価な特殊機構を使用せずに床免震構造の低剛性化が可能となり、重量が比較的小さな床スラブに対しても十分に免震効果が期待できる。しかも、床スラブ２が梁１の上に直接載っているため、従来型のように床面が高くなることがない。さらに、本実施形態による床免震構造１０、２０では、ゴムバンド３または鋼材１３が床スラブ２を支持していないので、ゴムバンド３または鋼材１３を取り替える際にジャッキアップが不要となる。

以上、本発明に係る床免震構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、ゴムバンドや鋼材の配置は上記の実施形態に限定されるものではなく、ゴムバンドの伸縮や鋼材の曲げ変形を効果的に利用できるような配置であれば他の配置でもよい。また、ゴムバンドのみあるいは鋼材のみ使用するのではなく、ゴムバンドと鋼材を組み合わせて配置してもよい。

本発明に係る床免震構造の第一の実施形態を示す分解斜視図である。本発明に係る床免震構造の第一の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図である。地震力が作用した状態における本発明に係る床免震構造の第一の実施形態を示す平面図である。ダンパーの設置形態を示す立断面図であり、（ａ）は油圧ダンパーを設置した場合、（ｂ）は粘性ダンパー設置した場合である。（ａ）は本発明に係る床免震構造の第二の実施形態を示す平面図、（ｂ）は本発明に係る床免震構造の第三の実施形態を示す平面図である。本発明に係る床免震構造の第四の実施形態を示す平面図である。地震力が作用した状態における本発明に係る床免震構造の第四の実施形態を示す平面図である。

符号の説明

１梁
２床スラブ
３ゴムバンド（免震部材）
４摩擦部材
５柱
６クリアランス
７油圧ダンパー（減衰装置）
８粘性ダンパー（減衰装置）
９ベース
１０、２０床免震構造
１３鋼材（免震部材）

Claims

柱間に架設される梁と、当該梁上に載置され、当該梁上を水平方向に摺動する床スラブと、一端が前記梁に固定され、他端が前記床スラブに固定されて材軸方向に変形する免震部材とを備えることを特徴とする床免震構造。
前記免震部材は、棒状または帯板状のゴム材からなることを特徴とする請求項１に記載の床免震構造。
柱間に架設される梁と、当該梁上に載置され、当該梁上を水平方向に摺動する床スラブと、一端が前記梁に固定され、他端が前記床スラブに固定されて曲げ変形する免震部材とを備えることを特徴とする床免震構造。
前記免震部材は、棒状または帯板状の鋼材からなることを特徴とする請求項３に記載の床免震構造。
前記梁と前記床スラブ間に摩擦部材が介装されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の床免震構造。
前記梁に対する前記床スラブの相対移動量を減衰させる減衰装置を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の床免震構造。