JP5009431B1 - Construction method of horizontal restoring spring device for seismic isolation structure - Google Patents

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Abstract

【課題】総重量が極端に小さい構造物や機器類など軽量物を免震構造化できる低いバネ定数を有し、且つ数10cm以上の大きな水平変形性能を有する免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法を提供する。
【解決手段】小型のゴム単体で構成されるゴムブロックの上下両端に端部鋼板を備えたゴムブロックユニットを製作する。このゴムブロックユニットを同一レベルに4個以上配置し、それを連結板で一体化したゴム柱階層を構成する。このゴム柱階層を上下方向に複数階積み重ねて多層階ゴム柱骨組みを構成する。
【選択図】 図4
A horizontal restoring spring device for a base-isolated structure having a low spring constant capable of making a base-isolated structure such as a structure or equipment having an extremely small total weight and having a large horizontal deformation performance of several tens of centimeters or more. Provide a construction method.
A rubber block unit having end steel plates at both upper and lower ends of a rubber block composed of a small rubber is manufactured. Four or more rubber block units are arranged on the same level, and a rubber column hierarchy is formed by integrating them with a connecting plate. A plurality of the rubber column layers are stacked in the vertical direction to constitute a multi-layered rubber column frame.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、地震から構造物を安全に守ることのできる免震装置の中で、特に重量の小さな小規模構造物や機器・展示物等の軽量物を主対象とする免震装置に係る免震構造用水平復元ばね装置の構築方法に関する。   The present invention relates to a seismic isolation device that can safely protect a structure from an earthquake, and particularly to a seismic isolation device mainly intended for light-weight items such as small-scale structures and equipment / exhibits with a small weight. The present invention relates to a construction method of a horizontal restoring spring device for a seismic structure.

免震構造は、大地震時の強い地震動に対して構造物の揺れそのものを低減できるので、建物の構造骨組みだけでなく、家具や設備備品などの内部収容物を含めた建物全体の耐震安全性を高めることができる。   The seismic isolation structure can reduce the shaking of the structure itself against strong earthquake motion during a large earthquake, so that not only the structural structure of the building but also the earthquake resistance of the entire building, including the internal housing such as furniture and equipment Can be increased.

免震構造は、積層ゴムの実用化に伴い、ビル建築や橋梁など重量の大きな大型構造物から実現されたが、間もなくその優れた性能を木造戸建て住宅や機器類などの重量の小さい軽量構造物への適用も試みられるようになった。種々の積層ゴム系免震装置の他にも、すべり型免震装置、転がり型免震装置など、各種の免震装置が開発されている。   The seismic isolation structure was realized from large heavy structures such as buildings and bridges with the practical use of laminated rubber. Attempts have also been made to apply it. In addition to various laminated rubber-based seismic isolation devices, various seismic isolation devices such as slip-type seismic isolation devices and rolling-type seismic isolation devices have been developed.

軽量構造物用の免震装置の特徴は、支持重量が小さいので荷重支持は容易になる一方で、必要な変形性能は大型構造物と変わらないことである。小さな重量を支持するには積層ゴムやすべり支承など小型のアイソレータでよいが、小型の積層ゴムアイソレータで大きな水平変形性能を確保することは却って難しい課題になる。   The feature of the seismic isolation device for lightweight structures is that the supporting weight is easy because the supporting weight is small, while the required deformation performance is the same as that of a large structure. In order to support a small weight, a small isolator such as a laminated rubber or a sliding bearing may be used, but securing a large horizontal deformation performance with a small laminated rubber isolator is a difficult problem.

また軽量構造物に優れた免震効果を発揮させるためには、免震周期(積層ゴム等の復元材による接線周期)を少なくとも4秒以上、理想的には6秒程度に伸ばすことが必要であるが、構造物重量が小さいためその復元材の水平ばね定数は極めて小さな値にする必要があり、復元材としてのばねを構成するゴム体の断面積を小さくする必要がある。   In addition, in order to exert an excellent seismic isolation effect for lightweight structures, it is necessary to extend the seismic isolation cycle (tangential cycle with restoring material such as laminated rubber) to at least 4 seconds, ideally about 6 seconds. However, since the weight of the structure is small, the horizontal spring constant of the restoration material needs to be extremely small, and the cross-sectional area of the rubber body constituting the spring as the restoration material needs to be reduced.

その為に、積層ゴムは使わずに、ゴム紐形状のばねを利用しようとするものがある(特許文献1参照)。また、ゴム体内部に孔をあけて筒状ゴムとしたものがある(特許文献2参照)。同様に、積層ゴム体内部に大きな孔をあけてリング状積層ゴムとしてゴム体(ばね)の断面積を小さくした上で、その内部に鉛直荷重を支持する球体支承を組み合わせたものもある(特許文献3参照)。   For this reason, there is one that tries to use a rubber string-shaped spring without using laminated rubber (see Patent Document 1). In addition, there is a rubber body with a hole in the rubber body (see Patent Document 2). Similarly, there is also a combination of spherical bearings that support vertical loads inside the laminated rubber body with a large hole in the laminated rubber body to reduce the cross-sectional area of the rubber body (spring) as a ring-shaped laminated rubber (patent) Reference 3).

また、小型の積層ゴム体を上下方向に積み重ねた多段型積層ゴムとして、小型の積層ゴムで大きな水平変形を確保しようとするものがある(特許文献4および5参照)。   Moreover, there exists a thing which tries to ensure a big horizontal deformation with a small laminated rubber as a multistage laminated rubber which piled up the small laminated rubber body in the up-down direction (refer patent document 4 and 5).

特開2003−307045号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-307045 特開2004−028296号公報JP 2004-028296 A 特開平11−125310号公報JP-A-11-125310 特開2004−28302号公報JP 2004-28302 A 特開2001−263416号公報JP 2001-263416 A

しかし、上記のようなこれまでの技術はそれぞれに課題を有しており、完璧といえる軽量構造物用復元装置は実現されていないのが現状である。   However, the conventional techniques as described above have their respective problems, and the present situation is that a perfect lightweight structure restoration device has not been realized.

特許文献1記載のものは、対象構造物の重量に合わせて比較的簡便に復元ばねを提供できるが、引張力に対してしかばね特性が発揮できないので、1方向に対して正負側2組のばねを配置する必要があり、配置や使用性に難点がある。またばねの圧縮方向に変形した場合、ばね自体が折れ曲がったり、取り付け部がぶつかって干渉する恐れもある。   Although the thing of patent document 1 can provide a restoring spring comparatively simply according to the weight of an object structure, since a spring characteristic can be exhibited only with respect to tensile force, two sets of positive and negative sides to one direction It is necessary to arrange a spring, and there are difficulties in arrangement and usability. Further, when the spring is deformed in the compression direction, the spring itself may be bent or the mounting portion may collide and interfere.

特許文献2および3記載のものは、ゴム体が薄い膜状もしくはリング状になっているため、大変形が生じるとゴム膜(リング)面に座掘現象が生じ、ばね特性が崩れ、線形の復元力特性にならない難点がある。   Patent Documents 2 and 3 have a thin rubber film or ring-shaped rubber body, so that when large deformation occurs, the rubber film (ring) surface causes a digging phenomenon, the spring characteristics collapse, There is a difficulty that does not become a restoring force characteristic.

特許文献4および5記載の多段型積層ゴムは、その積層段数を増やせば大きな水平変形性能を確保することができるが、小型といえども多数の積層ゴムを必要とし且つ複雑な装置となるので、装置形状が全体としてはかなり大きなものになり小さな軽量構造物には不釣り合いで、現実の配置に困難を伴うことが多い。またコストも高価になり、経済的にも現実的でないという大きな欠陥を有している。   The multi-stage type laminated rubber described in Patent Documents 4 and 5 can ensure a large horizontal deformation performance by increasing the number of the laminated stages. However, even though it is small, a large number of laminated rubbers are required and a complicated device is obtained. The overall shape of the device is quite large, which is disproportionate to small lightweight structures, often resulting in difficulties in actual placement. In addition, the cost is high, and there is a serious defect that it is not economically realistic.

また、特許文献2〜5記載の対象構造物は、戸建て住宅などで、軽量構造物といっても総重量が数十トン〜百トン程度はあることが前提となっており、総重量が20トン以下(ねじれ対策で最少4個の装置とすると1基当たりの負担重量は5トンになる)、極端な場合には総重量1トン以下のようになると、それに相応しいバネ定数は設計不可能となる。   Moreover, the object structure of patent documents 2-5 is a detached house etc., and even if it is a lightweight structure, it is a premise that the total weight is about several tens tons to a hundred tons, and the total weight is 20 If the total weight is less than 1 ton in extreme cases, the appropriate spring constant cannot be designed. Become.

すなわち、本発明が解決をめざす課題は以下のとおりである。
(1)対象物の総重量が20トン以下、場合によっては1トン以下のような場合にも免震周期数秒(5〜6秒)程度になる極めて小さなばね定数の水平方向復元ばねを提供できること。
(2)免震装置に必要な変形量は構造物の規模・重量の大小には依存しないので、片振幅で数十(50〜60)cm以上の大きな水平変形を許容できること。
(3)単純なシステムで、装置形状が過大にならないこと。
(4)低コストで提供できること。
That is, the problems to be solved by the present invention are as follows.
(1) It is possible to provide a horizontal restoring spring having a very small spring constant that is about several seconds (5 to 6 seconds) of seismic isolation even when the total weight of the object is 20 tons or less, and in some cases 1 tons or less. .
(2) Since the amount of deformation required for the seismic isolation device does not depend on the size and weight of the structure, large horizontal deformation of several tens (50 to 60) cm or more in one amplitude should be allowed.
(3) The system shape should not be excessive with a simple system.
(4) It can be provided at low cost.

本発明の第1の目的は、軽量構造物を高性能の免震構造として実現する際に不可欠となる上記の各条件を備えた復元装置を実現できる「免震構造用水平復元ばね装置の構築方法」を提供することである。   The first object of the present invention is to “construct a horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure that can realize a restoring device having the above-mentioned conditions that is indispensable when a lightweight structure is realized as a high-performance seismic isolation structure”. Is to provide a "method".

本発明の第2の目的は、特殊な状況下でも復元性能を発揮できる免震構造用水平復元ばね装置の構築方法を提供することである。すなわち、非常に特殊な環境下、特に極めて強力な磁性が存在する場所では、磁性を有する普通鋼材には磁力が発生する。このため、その磁力によって、常時において上部構造物に不必要な水平力や鉛直力を作用させたり、本装置の中間のゴム柱階層部が変形したり、あるいは装置全体に変形が生じる可能性がある。その結果、復元力特性が影響を受け、正常な復元力特性を発揮できなくなる恐れがある。 このような特殊環境下でも所定の復元力特性を正常に発揮できる「免震構造用水平復元ばね装置の構築方法」を提供することである。   The second object of the present invention is to provide a construction method of a horizontal restoring spring device for seismic isolation structure that can exhibit restoring performance even under special circumstances. That is, in a very special environment, particularly in a place where extremely strong magnetism exists, a magnetic force is generated in the ordinary steel material having magnetism. For this reason, there is a possibility that an unnecessary horizontal force or vertical force is always applied to the superstructure due to the magnetic force, an intermediate rubber column layer of the device is deformed, or the entire device is deformed. is there. As a result, the restoring force characteristic is affected, and there is a possibility that the normal restoring force characteristic cannot be exhibited. An object of the present invention is to provide a “method for constructing a horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure” that can normally exhibit a predetermined restoring force characteristic even under such a special environment.

本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成1〉
高さ/幅の立面形状(以下、「アスペクト比」という)が1以上2以下となるゴム状弾性体ブロック(以下、「ゴムブロック」という)を作成し、前記ゴムブロックの上下両端面に平面寸法が当該ゴムブロックとほぼ同じ大きさの端部鋼板を接着剤接着もしくは加硫接着により一体化したゴムブロックユニットを作成し、前記ゴムブロックユニットを少なくとも4個、互いに離間距離をもって平面配置し、前記ゴムブロックユニットの上下に、分離配置された各ゴムブロックユニットを同一平面上(同一高さ)で連結する連結板を配置し、前記連結板の上下両面には、前記ゴムブロックユニットと嵌合する凹型窪みを設け、前記ゴムブロックユニットの上下端部を前記連結板の凹型窪みに挿入し、且つ両者の接触面を接着して一体化し、4個以上の前記ゴムブロックユニットと連結板で一体化されたゴム柱階層を上下方向に2段以上積み重ねた多層階ゴム柱骨組みを構築し、その多層階ゴム柱骨組みの上下両端に、前記ゴムブロックユニットと嵌合する凹型窪みを有する固定用ベースプレートを配置して接着により一体化することを特徴とする免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法。
The present invention adopts the following configuration in order to solve the above points.
<Configuration 1>
A rubber-like elastic body block (hereinafter referred to as “rubber block”) having a height / width elevational surface shape (hereinafter referred to as “aspect ratio”) of 1 or more and 2 or less is created, and is formed on both upper and lower end surfaces of the rubber block. A rubber block unit is produced by integrating end steel plates having the same planar dimensions as the rubber block by adhesive bonding or vulcanization bonding, and at least four of the rubber block units are arranged in a plane at a distance from each other. A connecting plate for connecting the separately arranged rubber block units on the same plane (same height) is arranged above and below the rubber block unit, and the rubber block unit is fitted on both the upper and lower surfaces of the connecting plate. A concave recess is provided, and the upper and lower end portions of the rubber block unit are inserted into the concave recess of the connecting plate, and the contact surfaces of both are bonded and integrated. The rubber block unit integrated with the rubber block unit on the upper side is constructed of a multi-layered rubber column frame in which two or more layers are stacked in the vertical direction, and the rubber block unit is disposed at both upper and lower ends of the multi-layered rubber column frame. A method for constructing a horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure, wherein a fixing base plate having a concave recess that fits with the base plate is disposed and integrated by adhesion.

〈構成2〉
立面形状のアスペクト比が1以上2以下となるゴムブロックを作成し、前記ゴムブロックの上下両端面に平面寸法が当該ゴムブロックとほぼ同じ大きさの端部鋼板を接着剤接着もしくは加硫接着により一体化したゴムブロックユニットを作成し、前記ゴムブロックユニットを少なくとも4個、互いに離間距離をもって平面配置し、前記ゴムブロックユニットの上下に、分離配置された各ゴムブロックユニットを同一平面上(同一高さ)で連結する連結板を配置し、前記連結板の上下両面は平坦面とし、前記ゴムブロックユニットおよびその上下の連結板の接触面を接着して一体化し、4個以上の前記ゴムブロックユニットと連結板で一体化されたゴム柱階層を上下方向に2段以上積み重ねた多層階ゴム柱骨組みを構築し、その多層階ゴム柱骨組みの上下両端に、固定用ベースプレートを配置して前記ゴムブロックユニットと接着により一体化することを特徴とする免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法。
<Configuration 2>
Create a rubber block with a vertical aspect ratio of 1 or more and 2 or less, and glue or vulcanize the end steel plates with the same plane dimensions as the rubber block on the upper and lower end faces of the rubber block. A rubber block unit integrated with each other is created, and at least four of the rubber block units are arranged in a plane at a distance from each other, and the rubber block units separated and arranged above and below the rubber block unit are on the same plane (the same A connecting plate to be connected at a height), the upper and lower surfaces of the connecting plate are flat surfaces, and the contact surfaces of the rubber block unit and the upper and lower connecting plates are bonded and integrated to form four or more rubber blocks. A multi-story rubber column structure is constructed by stacking two or more layers of rubber column layers integrated with the unit and connecting plate in the vertical direction. A Mino upper and lower ends, method for constructing a base isolation structure for a horizontal restoring spring device, characterized in that the integrated by bonding with the rubber block units by arranging the fixing base plate.

〈構成3〉
立面形状のアスペクト比が1以上2以下となるゴムブロックを作成し、前記ゴムブロックの上下両端面に平面寸法が当該ゴムブロックより若干大きく、且つ円形平面の端部鋼板を接着剤接着もしくは加硫接着により一体化したゴムブロックユニットを作成し、前記ゴムブロックユニットを少なくとも4個、互いに離間距離をもって平面配置し、前記ゴムブロックユニットの上下に、分離配置された各ゴムブロックユニットを同一平面上(同一高さ)で連結する連結板を配置し、前記ゴムブロック上下端の端部鋼板の側面に上下それぞれ逆回転方向の雄ネジを切り、前記連結板には前記ゴムブロックの雄ネジに適合する雌ネジを切り、前記ゴムブロックを鉛直軸周りに回転させ、前記連結板にネジ接合することにより一体化し、4個以上の前記ゴムブロックユニットと連結板で一体化されたゴム柱階層を上下方向に2段以上積み重ねた多層階ゴム柱骨組みを構築し、その多層階ゴム柱骨組みの上下両端に、雌ネジを有する固定用ベースプレートを配置し、前記ゴムブロックユニットとネジ接合により一体化することを特徴とする免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法。
<Configuration 3>
A rubber block having an elevational aspect ratio of 1 or more and 2 or less is prepared, and an end steel plate having a plane size slightly larger than that of the rubber block and having a circular plane is bonded or added to the upper and lower end faces of the rubber block. A rubber block unit integrated by sulfur bonding is created, and at least four of the rubber block units are arranged in a plane at a distance from each other, and the rubber block units separately disposed above and below the rubber block unit are on the same plane. A connecting plate to be connected at the same height is arranged, and male screws in the reverse rotation direction are cut on the side surfaces of the steel plates at the upper and lower ends of the rubber block, and the connecting plate is adapted to the male screw of the rubber block. Cutting the female screw, rotating the rubber block around the vertical axis, and screwing it to the connecting plate, A multi-layered rubber column framework is constructed by stacking two or more layers of rubber column layers integrated with the mblock unit and connecting plate in the vertical direction, and the fixing base plate has female screws at the upper and lower ends of the multi-layered rubber column framework. And constructing a horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure, wherein the rubber block unit is integrated with the rubber block unit by screw joining.

〈構成4〉
立面形状のアスペクト比が1以上2以下となるゴムブロックを作成し、前記ゴムブロックの上下両端面に平面寸法が当該ゴムブロックより大きく、平面上に突出した端部鋼板を接着剤接着もしくは加硫接着により一体化したゴムブロックユニットを作成し、前記ゴムブロックユニットを少なくとも4個、互いに離間距離をもって平面配置し、前記ゴムブロックユニットの上下に、分離配置された各ゴムブロックユニットを同一平面上(同一高さ)で連結する連結板を配置し、前記連結板と前記端部鋼板をボルト接合もしくは溶接接合により一体化し、4個以上の前記ゴムブロックユニットと連結板で一体化されたゴム柱階層を上下方向に2段以上積み重ねた多層階ゴム柱骨組みを構築し、その多層階ゴム柱骨組みの上下両端に、固定用ベースプレートを配置し、ボルト接合もしくは溶接接合により一体化することを特徴とする免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法。
<Configuration 4>
A rubber block having an elevational aspect ratio of 1 or more and 2 or less is prepared, and an end steel plate that is larger than the rubber block and protrudes on the plane is bonded or bonded to the upper and lower end faces of the rubber block. A rubber block unit integrated by sulfur bonding is created, and at least four of the rubber block units are arranged in a plane at a distance from each other, and the rubber block units separately disposed above and below the rubber block unit are on the same plane. A rubber column in which a connecting plate to be connected at the same height is arranged, the connecting plate and the end steel plate are integrated by bolt joining or welding joining, and four or more rubber block units and a connecting plate are integrated. Build a multi-story rubber column structure with two or more layers stacked in the vertical direction. Fixing bases on the top and bottom ends of the multi-story rubber column structure Rate place, method for constructing a base isolation structure for a horizontal restoring spring device, characterized in that the integrated by bolting or welding.

〈構成5〉
構成4に記載の免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法において、前記ゴムブロックの上下両端に接着する端部鋼板の形状を、ゴムブロックに接触する部分の板厚を厚く、外周部に突出している部分の板厚を薄くし、且つ連結板と接触する面を平坦にしていることを特徴とする免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法。
<Configuration 5>
In the construction method of the horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure according to Configuration 4, the shape of the end steel plates to be bonded to the upper and lower ends of the rubber block is increased, the thickness of the portion contacting the rubber block is increased, and the outer peripheral portion is A method for constructing a horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure, characterized in that a plate thickness of a protruding portion is reduced and a surface in contact with a connecting plate is flattened.

〈構成6〉
構成1乃至構成5に記載したいずれかの免震構造物用水平復元ばね装置に用いる全ての鋼板・鋼材の材料に、SUS304、SUS305等のオーステナイト系ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、その他のステンレス鋼、スーパーステンレス鋼、アルミニウム合金、その他の非磁性金属を使用したことを特徴とする免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法。
<Configuration 6>
For all steel plate / steel materials used in any of the horizontal restoring spring devices for seismic isolation structures described in Structure 1 to Structure 5, austenitic stainless steel such as SUS304 and SUS305, duplex stainless steel, and other stainless steels A method for constructing a horizontal restoring spring device for a base-isolated structure, using super stainless steel, aluminum alloy, or other non-magnetic metal.

〈構成1の効果〉
先ず復元力を発現する基本要素として、積層ゴムでなく、ゴム単体の塊であるゴムブロックを採用することにより、装置構成要素の大幅な単純化とコストダウンが可能になる。
更に、ゴムブロックは、例えば直径3cmφといった極めて小径・小型のゴムブロックを容易に、且つ低コストで製造できるだけでなく、極めて小さな水平ばね定数を実現できるので、総重量1トン以下のような超軽量の対象物にも適用できる復元材を製造可能になる。
<Effect of Configuration 1>
First, by adopting a rubber block, which is a lump of rubber alone, instead of laminated rubber as a basic element that develops a restoring force, the apparatus components can be greatly simplified and the cost can be reduced.
In addition, the rubber block can be manufactured not only easily and at a low cost, for example, with a very small diameter and small rubber block with a diameter of 3 cmφ, and can realize an extremely small horizontal spring constant, so that it is super lightweight with a total weight of 1 ton or less. This makes it possible to manufacture a restoration material that can be applied to any object.

そのゴムブロックを組み合わせて復元力装置を構成するために、ゴムブロックの上下両端に端部鋼板を取り付け、この上下の端部鋼板と連結板を金属用接着剤を用いて接着することにより、1階層4個以上のゴムブロックユニットを有するゴム柱階層を構成し、それを上下方向に複数段積み重ねた多数階ゴム柱骨組みを構成する。   In order to construct a restoring force device by combining the rubber blocks, end steel plates are attached to the upper and lower ends of the rubber block, and the upper and lower end steel plates and the connecting plate are bonded using a metal adhesive. A rubber column hierarchy having four or more levels of rubber block units is configured, and a multi-level rubber column framework is formed by stacking a plurality of levels in the vertical direction.

大きな水平変形性能を確保するためには、装置全体として目標とする水平変位の33%〜40%以上のゴム柱高さを確保する必要がある。
即ち、ゴム柱高さとして目標水平変位の40%を確保すればゴム柱のせん断変形角250%で目標水平変位をクリアでき、ゴム柱高さ33%でせん断変形角300%程度で目標水平変位に到達する。ゴム柱が破断する限界せん断変形角は一般的には概ね400%前後と考えられているが、ゴム材料の劣化や復元力のハードニング特性(γ≧300%で顕著)等を考慮すると、水平復元ばね装置にせん断歪度で300%以上の変形を作用させることは避けるべきである。
In order to ensure a large horizontal deformation performance, it is necessary to secure a rubber column height of 33% to 40% or more of the target horizontal displacement of the entire apparatus.
That is, if 40% of the target horizontal displacement is secured as the height of the rubber column, the target horizontal displacement can be cleared at a shear deformation angle of 250% of the rubber column, and the target horizontal displacement can be achieved at a shear deformation angle of about 300% when the rubber column height is 33%. To reach. The critical shear deformation angle at which the rubber column breaks is generally considered to be around 400%, but considering the deterioration of the rubber material and the hardening characteristics of the restoring force (conspicuous when γ ≧ 300%), etc., the horizontal shear deformation angle It should be avoided to apply a deformation of 300% or more in terms of shear strain to the restoring spring device.

その必要ゴム高さを効率的に確保・実現するために、本発明では、装置の基本要素であるゴムブロックの立面形状としてアスペクト比(高さ/幅)が1以上2以下となる形状を採用する。
ゴムブロックの高さを幅以上とすることで、積層ゴムに較べてゴム層の高さ確保が格段に効率化され、コストダウン効果が飛躍的に向上するが、大きな水平変形下における座掘現象を回避するためにアスペクト比2以下という制限を設けている。
尚、ゴムブロックの平面形状は円形でも正方形でもよく、また特殊な場合には長方形等の他の形状でもよいが、その場合のアスペクト比は短辺の長さで評価する。
In order to efficiently secure and realize the required rubber height, in the present invention, an aspect ratio (height / width) of 1 to 2 is used as the vertical shape of the rubber block which is a basic element of the apparatus. adopt.
By making the height of the rubber block more than the width, securing the height of the rubber layer is significantly more efficient than the laminated rubber, and the cost reduction effect is dramatically improved, but the drilling phenomenon under large horizontal deformation In order to avoid this, a restriction of an aspect ratio of 2 or less is provided.
The planar shape of the rubber block may be circular or square, and may be other shapes such as a rectangle in special cases. In this case, the aspect ratio is evaluated by the length of the short side.

この時、形状係数S1(Shape Factor:拘束部面積/自由表面積)は、S1=0.25(アスペクト比=1)〜 0.125(アスペクト比=2)となり、通常の積層ゴムの形状係数S1≒20〜40の1/100〜1/300という小さな値になり、本装置はそれだけゴム体を簡略化・単純化できることを意味している。   At this time, the shape factor S1 (Shape Factor: constraint area / free surface area) is S1 = 0.25 (aspect ratio = 1) to 0.125 (aspect ratio = 2), and the shape factor S1 of a normal laminated rubber The value becomes as small as 1/100 to 1/300 of approximately 20 to 40, which means that the apparatus can simplify and simplify the rubber body accordingly.

しかし、アスペクト比を2を越えて更に大きくしていくと、形状が特許文献1の紐状に近い特性に近づいてゆき、水平変形時の座掘現象や復元力特性が非線形性を示すようになるので、やみくもにアスペクト比を大きくすることはできない。
尚、本発明がこのような形状のゴムブロックを採用できるのは、本装置の目的を水平復元バネの提供のみに限定し、従来の積層ゴムや多段積層ゴムがめざしている鉛直荷重の支持という機能を放棄した見返りとして得られる効果であると捉えることができる。
However, as the aspect ratio is further increased beyond 2, the shape approaches the characteristics close to the string shape of Patent Document 1, so that the digging phenomenon and restoring force characteristics during horizontal deformation show nonlinearity. Therefore, it is impossible to increase the aspect ratio indiscriminately.
The rubber block having such a shape can be used in the present invention only for the provision of a horizontal restoring spring for the purpose of the present apparatus, which is support of vertical load aimed at by conventional laminated rubber and multi-stage laminated rubber. It can be regarded as an effect that can be obtained as a reward for abandoning the function.

〈構成2の効果〉
近年の接着技術の発達により、金属同志の接着接合が可能になり、その信頼性も向上しているので、接合面および接合材料・接合技術の適切な品質管理を行えば、連結板に設ける嵌合用の凹型窪み部を省略することができ、これによって水平ばね装置の組み立て・構築が一層効率化される。
<Effect of Configuration 2>
With the recent development of bonding technology, metal-to-metal bonding and bonding have become possible, and its reliability has also been improved. The combined concave depression can be omitted, which makes the assembly and construction of the horizontal spring device more efficient.

〈構成3の効果〉
ゴムブロックの上下両端に取り付ける端部鋼板を少し厚めにし、その側面に雄ネジを切り、連結板側に雌ネジを切ることにより、ゴムブロックユニットと連結板をネジ接合により一体化することができる。
<Effect of Configuration 3>
The rubber block unit and the connecting plate can be integrated by screw joining by thickening the end steel plates attached to the upper and lower ends of the rubber block, cutting off the external thread on the side and cutting the internal thread on the connecting plate side. .

ゴムブロックユニット両端の雄ネジは、上下端で逆回転方向とし、同一階層に存在する4個以上のゴムブロックユニットは同時に回転させながらねじ込むことが組み立て上の要点である。この接合方法により、接合部自体が高い強度を確保できると同時に、ねじ切りに必要となるゴムブロックの部鋼板の厚さ部分を連結板の板厚内に取り込むことが可能となり、装置全体の高さをよりコンパクトに納めることができる。   The main points of assembly are that the male screws at both ends of the rubber block unit are rotated in the reverse direction at the upper and lower ends, and four or more rubber block units existing on the same level are screwed in while rotating simultaneously. By this joining method, it is possible to secure high strength of the joint itself, and at the same time, it is possible to incorporate the thickness portion of the steel plate of the rubber block necessary for threading into the plate thickness of the connecting plate, and the overall height of the device Can be stored more compactly.

〈構成4の効果〉
ゴムブロックの上下両端に取り付ける端部鋼板の平面寸法をゴムブロックの平面寸法より大きく構成することにより、ゴムブロックユニットと連結板をボルト接合、もしくは溶接接合することが可能となる。
<Effect of Configuration 4>
By making the planar dimensions of the end steel plates attached to the upper and lower ends of the rubber block larger than the planar dimension of the rubber block, the rubber block unit and the connecting plate can be bolted or welded.

ボルト接合を行う場合は、連結板に貫通孔をあけ、連結板の上下に来るゴムブロックユニット2体を1本のボルトで貫通させ、ナットで固定することが可能である。
また、水平復元ばね装置の上下端部にある固定用ベースプレートには雌ねじを切るか、もしくはベースプレートを貫通させてナットで固定することができる。
In the case of performing bolt joining, it is possible to make a through hole in the connecting plate, penetrate two rubber block units that are located above and below the connecting plate with one bolt, and fix them with a nut.
Further, the fixing base plate at the upper and lower ends of the horizontal restoring spring device can be fixed with a nut by cutting a female screw or penetrating the base plate.

またゴムブロックユニットの端部鋼板と連結板を溶接接合する場合には、溶接熱によりゴムブロックユニットのゴム体が150℃以上にならないように溶接部とゴムブロック間の距離を確保し、また溶接作業と熱・温度管理を適切に行う必要がある。   When welding the end steel plate and connecting plate of the rubber block unit by welding, ensure the distance between the welded portion and the rubber block so that the rubber body of the rubber block unit does not exceed 150 ° C due to welding heat. It is necessary to perform work and heat / temperature management appropriately.

〈構成5の効果〉
端部鋼板の周辺部の板厚をゴム接触部の板厚より薄くすることにより、ゴム体の水平変形時にボルトやナットの先端部とゴム体との接触を起こり難くする効果がある。これはゴムブロックユニットと連結板をボルト接合により一体化する場合の改善策である。即ち、ボルト接合する場合には、ボルトの頭および裏面のナットが連結板および端部鋼板より突出することになり、ゴムブロックの水平変形が大きくなるとボルトおよびナットの突出部にゴムブロックのゴム体が接触するようになり、場合によってはそのためにゴム体に切傷が生じたり損傷する恐れがある。構成5により、この恐れを避けることができる。
<Effect of Configuration 5>
By making the thickness of the peripheral portion of the end steel plate thinner than the thickness of the rubber contact portion, there is an effect of making it difficult for the rubber body to come into contact with the tip of the bolt or nut during horizontal deformation of the rubber body. This is an improvement measure when the rubber block unit and the connecting plate are integrated by bolt joining. That is, when bolted, the nuts on the head and back of the bolt will protrude from the connecting plate and the end steel plate, and if the horizontal deformation of the rubber block increases, the rubber body of the rubber block will protrude to the protruding portion of the bolt and nut. May come into contact, and in some cases, the rubber body may be cut or damaged. With configuration 5, this fear can be avoided.

〈構成6の効果〉
SUS304、SUS305等のオーステナイト系ステンレス鋼やアルミニウム合金などの非磁性金属を用いることにより、強力な磁界の中でも磁力の発生と本装置への作用を避けることができ、正常な復元力特性を発揮することができる。
<Effect of Configuration 6>
By using non-magnetic metals such as SUS304 and SUS305, such as austenitic stainless steel and aluminum alloy, generation of magnetic force and action on this device can be avoided even in a strong magnetic field, and normal restoring force characteristics are exhibited. be able to.

この構成は、更に次の2つの効果を有している。第1は本装置を構成する鋼材の耐食性を高め、耐久性能・耐用年数を高めること、第2は本装置の耐用期間中における維持管理・メンテナンスを軽減することである。   This configuration has the following two effects. The first is to increase the corrosion resistance of the steel material constituting the apparatus and to increase the durability and the service life, and the second is to reduce the maintenance and maintenance during the service life of the apparatus.

本発明の基本構成要素であるゴムブロックユニットの構成・形状を示す図であり、 (1)円柱型形状のゴムブロックユニットの横断面図、 (2)円柱型形状のゴムブロックユニットの縦断面図、 (3)角柱型形状のゴムブロックユニットの横断面図、 (4)角柱型形状のゴムブロックユニットの縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure and shape of the rubber block unit which is a basic component of this invention, (1) Cross-sectional view of a cylindrical-shaped rubber block unit, (2) Vertical cross-sectional view of a cylindrical-shaped rubber block unit (3) A cross-sectional view of a rubber block unit having a prismatic shape, and (4) a vertical cross-sectional view of a rubber block unit having a prismatic shape. 実施例1におけるゴムブロックユニットと連結板の接合方法を示す図であり、 (1)ゴムブロックユニットと連結板の部分の縦断面図、 (2)同横断面である。It is a figure which shows the joining method of the rubber block unit and connecting plate in Example 1, (1) The longitudinal cross-sectional view of the part of a rubber block unit and a connecting plate, (2) The cross section. 実施例1による免震構造用水平復元ばね装置の全体構成を示す図であり、 (1)縦断面図、 (2)中央部付近からみた横断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole structure of the horizontal restoring spring apparatus for seismic isolation structures by Example 1, (1) Longitudinal sectional view, (2) Transverse sectional view seen from the center part vicinity. 実施例3(構成3)におけるゴムブロックユニットと連結板のねじ方式による接合方法を示す図であり、 (1)ゴムブロックユニットの構成図で、左側が横断面図、右側が縦断面図、 (2)ゴムブロックユニットと連結板のネジ込みによる接合要領を示す縦断面図である。It is a figure which shows the joining method by the screw system of the rubber block unit and connection board in Example 3 (configuration 3). (1) In the block diagram of the rubber block unit, the left side is a cross-sectional view, and the right side is a vertical cross-sectional view. 2) It is a longitudinal cross-sectional view which shows the joining procedure by screwing a rubber block unit and a connecting plate. 実施例4(構成4の1)におけるゴムブロックユニットと連結板のボルトによる接合状態を示す図であり、 (1)ゴムブロックユニットの構成図で、左側が横断面図、右側が縦断面図、 (2)ゴムブロックユニットと連結板のボルト接合による一体化要領を示す縦断面図である。It is a figure which shows the joining state by the volt | bolt of the rubber block unit and a connection board in Example 4 (1 of the structure 4), (1) It is a block diagram of a rubber block unit, a left side is a cross-sectional view, a right side is a longitudinal cross-sectional view, (2) It is a longitudinal cross-sectional view which shows the integration point by the bolt joint of a rubber block unit and a connection board. 実施例5(構成4の2)におけるゴムブロックユニットと連結板の溶接による接合状態を示す図であり、 (1)ゴムブロックユニットの構成図で、左側が横断面図、右側が縦断面図、 (2)ゴムブロックユニットと連結板の溶接接合による一体化要領を示す縦断面図である。It is a figure which shows the joining state by welding of the rubber block unit and connecting plate in Example 5 (2 of the structure 4), (1) In the block diagram of a rubber block unit, the left side is a cross-sectional view, the right side is a longitudinal cross-sectional view, (2) It is a longitudinal cross-sectional view which shows the integration point by the welding joining of a rubber block unit and a connection plate. 実施例6におけるゴムブロックユニットと連結板のボルトによる接合状態を示す図であり、 (1)ゴムブロックユニットの構成図で、左側が横断面図、右側が縦断面図、 (2)ゴムブロックユニットと連結板のボルト接合による一体化要領を示す縦断面図である。It is a figure which shows the joining state by the volt | bolt of the rubber block unit and a connection board in Example 6, (1) It is a block diagram of a rubber block unit, a left side is a cross-sectional view, a right side is a longitudinal cross-sectional view, (2) Rubber block unit It is a longitudinal cross-sectional view which shows the integration point by the bolt joining of a connection plate.

以下、本発明を、実施例を示す図面に基づいて説明する。なお、共通する部分には同一符号を付している。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part.

図1〜図3は、実施例1の免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法を示す図であり、以下に示す方法である。すなわち、先ず、高さ/幅の立面形状(以下、「アスペクト比」という)が1以上2以下となるゴム状弾性体ブロック(以下、「ゴムブロック11」という)を作成する。ゴムブロック11の上下両端面に平面寸法が当該ゴムブロック11とほぼ同じ大きさの端部鋼板12を接着剤接着もしくは加硫接着により一体化したゴムブロックユニット1を作成する。ゴムブロックユニット1を少なくとも4個、互いに離間距離をもって平面配置し、ゴムブロックユニット1の上下に、分離配置された各ゴムブロックユニットを同一平面上(同一高さ)で連結する連結板2を配置する。連結板2の上下両面には、ゴムブロックユニットの端部鋼板12と嵌合する凹型窪み21を設け、ゴムブロックユニット1の上下端部を連結板2の凹型窪み21に挿入し、且つ両者の接触面を接着して一体化する。4個以上のゴムブロックユニット1と連結板2で一体化されたゴム柱階層4を上下方向に2段以上積み重ねた多層階ゴム柱骨組み5を構築する。この多層階ゴム柱骨組み5の上下両端に、最上段および最下段のゴムブロックユニット1と嵌合する凹型窪み21を有する固定用ベースプレート3を配置し、接着により一体化するものである。   1-3 is a figure which shows the construction method of the horizontal restoring spring apparatus for seismic isolation structures of Example 1, and is the method shown below. That is, first, a rubber-like elastic body block (hereinafter referred to as “rubber block 11”) having a height / width elevational shape (hereinafter referred to as “aspect ratio”) of 1 or more and 2 or less is created. The rubber block unit 1 is produced by integrating the end steel plates 12 having the same plane dimensions as the rubber block 11 on both the upper and lower end faces of the rubber block 11 by adhesive bonding or vulcanization bonding. At least four rubber block units 1 are arranged in a plane at a distance from each other, and a connecting plate 2 is arranged above and below the rubber block unit 1 to connect the separated rubber block units on the same plane (same height). To do. On both the upper and lower surfaces of the connecting plate 2, there are provided concave recesses 21 that fit with the end steel plates 12 of the rubber block unit, and the upper and lower ends of the rubber block unit 1 are inserted into the concave recesses 21 of the connecting plate 2, and both Glue and integrate the contact surfaces. A multi-layered rubber column framework 5 is constructed by stacking two or more rubber column layers 4 integrated with four or more rubber block units 1 and connecting plates 2 in the vertical direction. The base plate 3 for fixing which has the concave hollow 21 fitted to the uppermost and the lowermost rubber block unit 1 is arrange | positioned at the upper and lower ends of this multilayer rubber column frame 5, and it integrates by adhesion | attachment.

図1は、本発明の免震構造物用水平復元ばね装置を構成する上で基本要素であるゴムブロックユニット1の形状と構成例を示している。ゴムブロックユニット1は、ゴムブロック11とその上、下端面に設けられる端部鋼板12とから構成されている。ゴムブロック11はゴム材料の塊であり、積層ゴムではない。ゴムブロック11と端部鋼板12は加硫接着により一体成形することを基本とするが、両者を接着剤で接合してもよい。   FIG. 1 shows a shape and a configuration example of a rubber block unit 1 which is a basic element in configuring a horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure according to the present invention. The rubber block unit 1 is composed of a rubber block 11 and an end steel plate 12 provided on the lower end surface thereof. The rubber block 11 is a lump of rubber material and is not a laminated rubber. The rubber block 11 and the end steel plate 12 are basically integrally formed by vulcanization adhesion, but both may be joined with an adhesive.

図1の(1)および(2)には、ゴムブロック11が円柱型形状の場合の例を示している。円柱型のゴムブロック11の上端、下端にそれぞれ端部鋼板12を配している。この場合、端部鋼板12はゴムブロック11に合わせて平面が円形とされている。   FIGS. 1A and 1B show an example in which the rubber block 11 has a cylindrical shape. End steel plates 12 are arranged on the upper end and the lower end of the cylindrical rubber block 11, respectively. In this case, the end steel plate 12 has a circular plane in accordance with the rubber block 11.

図1の(3)および(4)にはゴムブロック11が角柱型形状の場合の例を示している。端部鋼板12はゴムブロック11に合わせて平面が正方形とされている。   (3) and (4) of FIG. 1 show an example in which the rubber block 11 has a prismatic shape. The end steel plate 12 has a square shape in accordance with the rubber block 11.

図2は、本発明の構成1におけるゴムブロックユニット1と連結板2の接合要領を示している。連結板2の平面4箇所に、ゴムブロックユニット1の端部鋼板12の平面形状より僅かに大きな平面形状の凹型窪み部21が設けられている。凹型窪み部21にゴムブロックユニット1の端部鋼板12が嵌合され、端部鋼板12と連結板2の凹型窪み部21との接触面が金属用接着剤により接着される。その接着面となる金属面は予めブラスト処理しておき、表面を清浄にした上で接着剤を塗布することが重要である。   FIG. 2 shows a procedure for joining the rubber block unit 1 and the connecting plate 2 in the configuration 1 of the present invention. A concave recess 21 having a planar shape slightly larger than the planar shape of the end steel plate 12 of the rubber block unit 1 is provided at four planes of the connecting plate 2. The end steel plate 12 of the rubber block unit 1 is fitted into the concave depression 21, and the contact surface between the end steel plate 12 and the concave depression 21 of the connecting plate 2 is bonded with a metal adhesive. It is important that the metal surface to be the bonding surface is blasted in advance and the adhesive is applied after the surface is cleaned.

図3は、構成1による免震構造物用水平復元ばね装置の全体形状を示している。図3に示されるように、同装置の上端、下端にそれぞれ固定用ベースプレート3が配置されている。固定用ベースプレート3の4隅近傍に設けられたアンカーボルト用孔31にアンカーボルト(図示せず)を挿入することにより同装置の全体を所定の基礎(下側)および上部構造物(上側)に固定することができる。なお、符号4はゴム柱階層、符号5は多層階ゴム柱骨組みをそれぞれ示している。   FIG. 3 shows the overall shape of the horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure according to Configuration 1. As shown in FIG. 3, fixing base plates 3 are arranged at the upper and lower ends of the apparatus. By inserting anchor bolts (not shown) into anchor bolt holes 31 provided in the vicinity of the four corners of the fixing base plate 3, the entire apparatus is attached to a predetermined foundation (lower side) and upper structure (upper side). Can be fixed. Reference numeral 4 denotes a rubber pillar hierarchy, and reference numeral 5 denotes a multi-layered rubber pillar framework.

図2および図3に示すとおり、実施例1では連結板2および固定用ベースプレート3に、ゴムブロックユニット1の端部鋼板12と嵌合するための凹型窪み21を設けている。しかし、金属用接着剤の信頼性が高い場合には、この凹型窪み部21を省略することが可能であり、それが構成2である。それ以外の構成は実施例1と同じである。
すなわち、構成2は、ゴムブロックユニット1の上下端部を、上記の凹型窪み21を設けることを省略し、平坦面とされた連結板2および固定用ベースプレート3上に直接配置して、両者の接触面を接着して一体化するものである。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the first embodiment, the connecting plate 2 and the fixing base plate 3 are provided with a concave recess 21 for fitting with the end steel plate 12 of the rubber block unit 1. However, when the reliability of the metal adhesive is high, the concave depression 21 can be omitted. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
That is, in the configuration 2, the upper and lower end portions of the rubber block unit 1 are omitted from the provision of the concave depression 21 and are directly arranged on the connecting plate 2 and the fixing base plate 3 which are made flat, The contact surfaces are bonded and integrated.

図4は、本発明の構成3を示している。
実施例3の免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法は次に示す方法である。すなわち、先ず、立面形状のアスペクト比が1以上2以下となるゴムブロック11を作成する。ゴムブロック11の上下両端面に平面寸法が当該ゴムブロックより若干大きく、且つ円形平面の端部鋼板13を接着剤接着もしくは加硫接着により一体化したゴムブロックユニット1を作成する。このゴムブロックユニット1を少なくとも4個、互いに離間距離をもって平面配置する。ゴムブロックユニット1の上下に、分離配置された各ゴムブロックユニットを同一平面上(同一高さ)で連結する連結板2を配置する。ゴムブロック上下端の端部鋼板13の側面に上下それぞれ逆回転方向の雄ネジを切り、連結板2にはゴムブロック端部鋼板13の雄ネジに適合する雌ネジを切る。ゴムブロックユニット1を鉛直軸周りに回転させ、連結板2にネジ接合することにより一体化する。4個以上のゴムブロックユニット1と連結板2で一体化されたゴム柱階層4を上下方向に2段以上積み重ねた多層階ゴム柱骨組み5を構築する。その多層階ゴム柱骨組み5の上下両端に、雌ネジを有する固定用ベースプレート3を配置し、ゴムブロックユニットとネジ接合により一体化することにより、免震構造物用水平復元ばね装置全体が構築される。
FIG. 4 shows Configuration 3 of the present invention.
The construction method of the horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure according to the third embodiment is as follows. That is, first, a rubber block 11 having an elevational aspect ratio of 1 to 2 is created. A rubber block unit 1 in which a planar dimension is slightly larger than the rubber block on both upper and lower end surfaces of the rubber block 11 and a circular flat end steel plate 13 is integrated by adhesive bonding or vulcanization bonding is created. At least four rubber block units 1 are arranged in a plane with a distance from each other. On the upper and lower sides of the rubber block unit 1, there are arranged connecting plates 2 for connecting the separately arranged rubber block units on the same plane (same height). Male screws in the reverse rotation direction are cut on the side surfaces of the end steel plates 13 at the upper and lower ends of the rubber block, and female screws that match the male screws of the rubber block end steel plates 13 are cut on the connecting plate 2. The rubber block unit 1 is rotated around the vertical axis and integrated with the connecting plate 2 by screwing. A multi-layered rubber column framework 5 is constructed by stacking two or more rubber column layers 4 integrated with four or more rubber block units 1 and connecting plates 2 in the vertical direction. The base plate 3 for fixing which has a female screw is arrange | positioned at the upper and lower ends of the multilayered rubber pillar frame 5, and the whole horizontal restoration spring apparatus for seismic isolation structures is constructed by integrating with a rubber block unit by screw joining. The

構成3では、ゴムブロックユニット1と連結板2および固定用ベースプレート3がねじ込みにより接合されている。すなわち、ゴムブロック11の両端に付ける端部鋼板13は、図4に示すように、図2および図3に示した端部鋼板12より板厚が少し厚めにされ、その外周面にネジ切りされて雄ネジが設けられている。一方、連結板2および固定用ベースプレート3には端部鋼板13が螺合される雌ネジ孔23が設けられている。この時、端部鋼板13のネジ切りの方向は、ゴムブロック11の上端側と下端側で逆回転方向にしておくことが、ゴムブロックユニット1と連結板2および固定用ベースプレート3とを組み立てていく上で重要である。   In the configuration 3, the rubber block unit 1, the connecting plate 2, and the fixing base plate 3 are joined by screwing. That is, as shown in FIG. 4, the end steel plates 13 attached to both ends of the rubber block 11 are made slightly thicker than the end steel plates 12 shown in FIGS. 2 and 3, and are threaded on the outer peripheral surfaces thereof. A male screw is provided. On the other hand, the connecting plate 2 and the fixing base plate 3 are provided with female screw holes 23 into which the end steel plates 13 are screwed. At this time, the direction of threading of the end steel plate 13 is set to be the reverse rotation direction on the upper end side and the lower end side of the rubber block 11, and the rubber block unit 1, the connecting plate 2, and the fixing base plate 3 are assembled. It is important in going.

図4(2)は、構成3におけるゴムブロックユニット1と連結板2のねじ込みによる接合要領を示している。同一柱階層4におけるゴムブロックユニット1は全数ほぼ同時に回転させ、連結板2の板厚の半分まで同じ深さでねじ込んでいき、連結板2の上下のゴムブロックユニット1がほぼ同一深さでねじ込まれているようにすることが大切である。   FIG. 4B shows a joining procedure by screwing the rubber block unit 1 and the connecting plate 2 in the configuration 3. All the rubber block units 1 in the same column layer 4 are rotated almost at the same time, and are screwed in at the same depth up to half of the thickness of the connecting plate 2, and the upper and lower rubber block units 1 of the connecting plate 2 are screwed in at almost the same depth. It is important to ensure that

図5は、本発明の構成4において、ゴムブロックユニット1と連結板2をボルト接合する方法を示している。図5の(1)は構成4によるゴムブロックユニット1の構成方法を示している。構成4では、ゴムブロック11の両端に付ける端部鋼板12の平面寸法をゴムブロック11の平面より大きくし、これにボルト接合用の孔14を設けている。   FIG. 5 shows a method of bolting the rubber block unit 1 and the connecting plate 2 in the configuration 4 of the present invention. FIG. 5 (1) shows a configuration method of the rubber block unit 1 according to configuration 4. In the configuration 4, the planar dimensions of the end steel plates 12 attached to both ends of the rubber block 11 are made larger than the plane of the rubber block 11, and holes 14 for bolt connection are provided in this.

図5の(2)は部分断面図であり、構成4におけるゴムブロックユニット1と連結板2をボルトにより接合する要領を示している。連結板2にも同径・同ピッチのボルト接合用の孔22をあけておき、ボルト15を挿入し、連結板2とその両側に配されるゴムブロックユニット1の3部材を一体に接合する。尚、ボルト15とそれに螺合されるナットの位置関係は、万一、ナットが緩んだ場合でもボルト15が脱落しないように、ボルト15が上側、ナットが下側にそれぞれ配置されることを基本構成とする。   (2) of FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a procedure for joining the rubber block unit 1 and the connecting plate 2 in the configuration 4 with bolts. The connecting plate 2 is also drilled with bolt joint holes 22 having the same diameter and pitch, the bolts 15 are inserted, and the connecting plate 2 and the three members of the rubber block unit 1 disposed on both sides thereof are joined together. . It should be noted that the positional relationship between the bolt 15 and the nut to be screwed to it is basically that the bolt 15 is arranged on the upper side and the nut is arranged on the lower side so that the bolt 15 does not fall off even if the nut is loosened. The configuration.

図6は、本発明の構成4において、ゴムブロックユニット1と連結板2を溶接接合する要領を示している。図6の(1)は構成4によるゴムブロックユニット1の構成方法を示している。この場合もゴムブロック11の両端に付ける端部鋼板12の平面寸法をゴムブロック11の平面より大きくするが、図5に示したボルト接合用の孔22は不要である。   FIG. 6 shows a procedure for welding and joining the rubber block unit 1 and the connecting plate 2 in the configuration 4 of the present invention. FIG. 6 (1) shows a configuration method of the rubber block unit 1 according to configuration 4. In this case as well, the planar dimensions of the end steel plates 12 attached to both ends of the rubber block 11 are made larger than the plane of the rubber block 11, but the bolt joining holes 22 shown in FIG. 5 are not necessary.

図6の(2)は、構成4におけるゴムブロックユニット1と連結板2を溶接接合する場合の縦断面図を示している。溶接接合の場合には、溶接部16からの溶接熱がゴムブロック11に伝達されることをできるだけ回避することが望ましい。このため、原則として全周溶接することを回避し、溶接長は必要最小限とする。溶接位置は、図6の(1)に示すように、端部鋼板12の隅角部近傍とすることが好ましい。   (2) of FIG. 6 has shown the longitudinal cross-sectional view in the case of carrying out the welding joining of the rubber block unit 1 and the connection board 2 in the structure 4. FIG. In the case of welding joining, it is desirable to avoid as much as possible that welding heat from the welded portion 16 is transmitted to the rubber block 11. For this reason, as a general rule, welding around the entire circumference is avoided and the weld length is kept to the minimum necessary. As shown in (1) of FIG. 6, the welding position is preferably near the corner of the end steel plate 12.

図7は、本発明の構成5において、ゴムブロックユニット1と連結板2をボルト接合する方法を示しており、実施例4の改良型である。図7の(1)は構成5によるゴムブロックユニット1の構成方法を示している。構成5では、ゴムブロック11の両端に付ける端部鋼板12の平面寸法をゴムブロック11の平面寸法より大きくし、且つ端部鋼板12のゴム接触部の板厚を周辺部の板厚より厚くしている。   FIG. 7 shows a method of bolting the rubber block unit 1 and the connecting plate 2 in the configuration 5 of the present invention, which is an improved type of the fourth embodiment. FIG. 7 (1) shows a configuration method of the rubber block unit 1 according to the configuration 5. In Configuration 5, the planar dimensions of the end steel plates 12 attached to both ends of the rubber block 11 are made larger than the planar dimensions of the rubber block 11, and the thickness of the rubber contact portion of the end steel plates 12 is made thicker than the thickness of the peripheral portion. ing.

図7の(2)は部分断面図であり、構成5におけるゴムブロックユニット1と連結板2をボルトにより接合する要領を示している。端部鋼板12は厚の異なる2枚の板を重ね合わせて一体化したような構成とされている。すなわち、端部鋼板12は、中央のゴムブロック11に接触する部分の板厚が厚く、その外側の周囲部分の板厚が薄く構成されている。図7の(2)に示すように、ボルト、ナットを取付けたとき、ボルトやナットの頭部がゴムブロック11の高さまであまり突出しないようになっている。このため、ゴムブロック11が大きく水平せん断変形した場合でもゴムブロック11がボルトやナットの先端部に接触して損傷することを防止できる。   (2) of FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a procedure for joining the rubber block unit 1 and the connecting plate 2 in the configuration 5 with bolts. The end steel plate 12 is configured such that two plates having different thicknesses are overlapped and integrated. That is, the end steel plate 12 is configured such that the thickness of the portion in contact with the central rubber block 11 is thick and the thickness of the outer peripheral portion is thin. As shown in (2) of FIG. 7, when bolts and nuts are attached, the heads of the bolts and nuts do not protrude so much to the height of the rubber block 11. For this reason, even when the rubber block 11 is largely subjected to horizontal shear deformation, it is possible to prevent the rubber block 11 from coming into contact with and damage to the tip of the bolt or nut.

実施例7は、図1〜図7に示した本発明に係る免震構造物用平復元ばね装置に用いる全ての鋼板・鋼材の材料に、SUS304、SUS305等のオーステナイト系ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、その他のステンレス鋼、スーパーステンレス鋼、アルミニウム合金、その他の非磁性金属を使用するものである。   In Example 7, all steel sheets and steel materials used in the flat restoring spring device for seismic isolation structures according to the present invention shown in FIGS. 1 to 7 are austenitic stainless steels such as SUS304 and SUS305, duplex stainless steels. Steel, other stainless steel, super stainless steel, aluminum alloy, and other non-magnetic metals are used.

1 :ゴムブロックユニット
11:ゴムブロック
12:端部鋼板
13:側面にネジ切りをした端部鋼板
14:ボルト接合用孔
15:接合用ボルト
16:溶接部
2 :連結板
21:連結板の嵌合用凹型窪み部
22:連結板のボルト接合用孔
23:連結板内に設けたネジ接合用ネジ孔
3 :固定用ベースプレート
31:アンカ−ボルト用孔
4 :ゴム柱階層
5 :多層階ゴム柱骨組み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Rubber block unit 11: Rubber block 12: End part steel plate 13: End part steel plate threaded on the side surface 14: Bolt joining hole 15: Joining bolt 16: Welding part 2: Connecting plate
21: Recessed recessed portion for fitting the connecting plate 22: Hole for connecting the bolt of the connecting plate 23: Screw hole for connecting the screw provided in the connecting plate 3: Fixing base plate 31: Hole for anchor bolt 4: Rubber column hierarchy
5: Multi-story rubber pillar framework

Claims (1)

立面形状のアスペクト比が1以上2以下となるゴムブロックを作成し、
前記ゴムブロックの上下両端面に平面寸法が当該ゴムブロックより若干大きく、且つ円形平面の端部鋼板を接着剤接着もしくは加硫接着により一体化したゴムブロックユニットを作成し、
前記ゴムブロックユニットを少なくとも4個、互いに離間距離をもって平面配置し、
前記ゴムブロックユニットの上下に、分離配置された各ゴムブロックユニットを同一平面上(同一高さ)で連結する連結板を配置し、
前記ゴムブロック上下端の端部鋼板の側面に上下それぞれ逆回転方向の雄ネジを切り、
前記連結板には前記ゴムブロックの雄ネジに適合する雌ネジを切り、
前記ゴムブロックを鉛直軸周りに回転させ、前記連結板にネジ接合することにより一体化し、
4個以上の前記ゴムブロックユニットと連結板で一体化されたゴム柱階層を上下方向に2段以上積み重ねた多層階ゴム柱骨組みを構築し、
その多層階ゴム柱骨組みの上下両端に、雌ネジを有する固定用ベースプレートを配置し、前記ゴムブロックユニットとネジ接合により一体化することを特徴とする免震構造物用水平復元ばね装置の構築方法。
Create a rubber block that has an aspect ratio of 1 to 2
Create a rubber block unit in which the planar dimensions are slightly larger than the rubber block on the upper and lower end faces of the rubber block, and the circular flat end steel plates are integrated by adhesive bonding or vulcanization bonding,
At least four rubber block units are arranged in a plane with a distance from each other,
On the upper and lower sides of the rubber block unit, a connecting plate for connecting the separated rubber block units on the same plane (same height) is arranged,
Cut the male thread in the reverse rotation direction on the side of the end steel plate at the upper and lower ends of the rubber block,
The connecting plate is cut with a female screw that matches the male screw of the rubber block,
Rotate the rubber block around a vertical axis and integrate by screwing to the connecting plate,
Constructing a multi-layered rubber pillar framework in which two or more rubber pillar layers integrated with four or more rubber block units and connecting plates are stacked in the vertical direction,
A method for constructing a horizontal restoring spring device for a seismic isolation structure, characterized in that a fixing base plate having a female screw is arranged at both upper and lower ends of the multi-layered rubber pillar frame and integrated with the rubber block unit by screw joining. .
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