JP5119383B1

JP5119383B1 - 不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置。

Info

Publication number: JP5119383B1
Application number: JP2012032700A
Authority: JP
Inventors: 恵二郎合田; 啓一齋藤; 仁崇山下; 貴久森; 圭平井; 茂百武
Original assignee: Kurosawa Construction Co Ltd; Daiwa House Industry Co Ltd; BBM Co Ltd
Current assignee: Kurosawa Construction Co Ltd; Daiwa House Industry Co Ltd; BBM Co Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2032-02-17
Also published as: JP2013170583A

Abstract

【課題】構造が簡単で、滑り面の面圧を増大させ低摩擦係数状態で使用することが可能で、且つ、下部構造側の若干の不陸の存在にも拘わらず、下部滑り部材と上部滑り部材が正確に水平に面接触させることが可能な構造物用滑り支承装置を提供することを目的とする。
【解決手段】建築物、橋梁等の構造物の上部構造３と下部構造２の間に配置される構造物用滑り支承装置であって、前記下部構造側に配置される弾性体８と、前記弾性体上に配置され表面に複数の凹部１２を形成した下部滑り部材支持部材１０と、前記複数の凹部に挿入設置され上面が前記下部滑り部材支持部材の表面より突出する下部滑り部材１４と、前記上部構造側に配置される低摩擦性の上部滑り部材１６と、を備え、前記複数の下部滑り部材と上部滑り部材が水平に面接触して面圧の高い滑り面を形成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物や橋梁等の構造物の上部構造と下部構造の間に配置される滑り支承に関し、特に、滑り面での接触面積を減少させ滑り面の面圧を増大させ摩擦係数を低減することが可能で、且つ、下部構造側の滑り部材に不陸調整機能を持たせることが可能な構造部用滑り支承装置に関する。

従来、建築物や橋梁等の構造物の下部構造と上部構造との間に、上部構造の荷重を下部構造側に支持させると共に、地震の発生に伴って所定以上の水平力が下部構造側に作用した時、下部構造に対して上部構造を水平方向に滑り変位可能にした滑り支承手段と、上部構造の荷重を弾性支持する補強鋼板とゴムを鉛直方向に複数積層した積層ゴムを配置した構造物用滑り支承が開発されている。

特開平８−６８２３４号公報

構造物用滑り支承は、下部滑り部材と上部滑り部材を水平に面接触させ、上部構造の荷重を下部構造側に支持させると共に、地震の発生に伴って所定以上の水平力が下部構造側に作用した時、下部構造に対して上部構造を水平方向に滑り変位可能としている。このような滑り支承装置は、摺接面の面圧を高くして摩擦係数を十分低い状態で使用することが重要である。

下部構造側に弾性体を介して配置される下部滑り部材の面を正確に水平に設置し、上部構造側の上部滑り部材と水平に面接触させる必要がある。しかし、下部構造表面の不陸の存在や弾性体の正確な水平度を維持した設置の困難性というような要因により、その達成が非常に難しいという問題を有する。下部滑り部材表面の正確な水平の維持ができない場合、下部滑り部材と上部滑り部材が水平に面接触せず、上部構造の荷重を均一に下部構造に伝達する機能と、地震時の応力による水平移動機能がスムーズでなく、装置の一部に偏荷重が生じ滑り支承装置が破壊する可能性がある。

本発明は、従来技術の持つ課題を解決する、構造が簡単で、滑り面の面圧を増大させ低摩擦係数状態で使用することが可能で、且つ、下部構造側の若干の不陸の存在にも拘わらず、下部滑り部材と上部滑り部材が正確に水平に面接触させることが可能な構造物用滑り支承装置を提供することを目的とする。

本発明の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置は、前記課題を解決するために、建築物、橋梁等の構造物の上部構造と下部構造の間に配置される構造物用滑り支承装置であって、前記下部構造側に配置される弾性体と、前記弾性体上に配置され表面に複数の凹部を形成した下部滑り部材支持部材と、前記複数の凹部にゴム層を配置し、その上に下部滑り部材をその上面が前記下部滑り部材支持部材の上面から突出するように設置した低摩擦性の下部滑り部材と、前記上部構造側に配置される低摩擦性の上部滑り部材と、を備え、前記複数の下部滑り部材と上部滑り部材が、下部構造の不陸の存在の有無に拘わらず複数の下部滑り部材と上部滑り部材が水平に面接触する滑り面を形成し面圧の高い滑り面を形成することを特徴とする。

また、本発明の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置は、前記凹部に配置されるゴム層を穴開きゴムとすることを特徴とする。

また、本発明の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置は、前記凹部に配置される前記ゴム層と前記下部滑り部材を加硫一体成形により一体とすることを特徴とする。

また、本発明の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置は、前記下部構造側に配置される前記弾性体を、ゴムと補強鋼板を鉛直方向に複数積層した積層ゴムとすることを特徴とする。

また、本発明の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置は、前記下部構造側に配置される前記弾性体を、高減衰性ゴム又は鉛プラグ入り積層ゴムとすることを特徴とする。

また、本発明の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置は、前記弾性体の上下の平面部と接する部材に凹部又は貫通穴を形成し、応力による前記弾性体の弾性変形を前記弾性体の側面部の膨出及び平面部の前記凹部又は前記貫通穴への膨出により吸収することを特徴とする。

また、本発明の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置は、前記弾性体を、下部構造側に配置された中空の支承保持穴が形成された支承保持部材内に配置し、前記弾性体上に下部滑り部材支持部材をその上面が前記支承保持部材の上面から突出するように設置し、前記弾性体の平面部が接する部材の少なくとも一方の面に貫通穴又は凹部を形成し、応力による前記弾性体の弾性変形を前記弾性体の側面部の膨出及び前記弾性体の平面部の前記貫通穴又は前記凹部への膨出により吸収することを特徴とする。

建築物、橋梁等の構造物の上部構造と下部構造の間に配置される構造物用滑り支承装置であって、前記下部構造側に配置される弾性体と、前記弾性体上に配置され表面に複数の凹部を形成した下部滑り部材支持部材と、前記複数の凹部にゴム層を配置し、その上に下部滑り部材をその上面が前記下部滑り部材支持部材の上面から突出するように設置した低摩擦性の下部滑り部材と、前記上部構造側に配置される低摩擦性の上部滑り部材と、を備え、前記複数の下部滑り部材と上部滑り部材が、下部構造の不陸の存在の有無に拘わらず複数の下部滑り部材と上部滑り部材が水平に面接触する滑り面を形成し面圧の高い滑り面を形成することで、下部滑り部材と上部滑り部材との接触面積を減少させて滑り面の面圧を増大させ、滑り面の摩擦係数を低減することが可能となり、且つ、下部構造側の不陸の存在による下部滑り部材支持部材表面からの突出高さの異なる複数の下部滑り部材を支持しているゴム層の上部構造の鉛直荷重による圧縮変形で、複数の下部滑り部材と上部滑り部材を正確に水平に面接触させることが可能となる。
凹部に配置されるゴム層を穴開きゴムとすることで、上部構造の鉛直荷重によるゴム層の圧縮変形が容易に実施することが可能となる。
凹部に配置される前記ゴム層と前記下部滑り部材を加硫一体成形により一体とすることで、下部滑り部材の下部滑り部材支持部材に形成した凹部への設置を容易にすることが可能になる。
下部構造側に配置される弾性体を、ゴムと補強鋼板を鉛直方向に複数積層した積層ゴムとすることで、上部構造の鉛直荷重を弾性変形して支持することが可能となる。
下部構造側に配置される弾性体を、高減衰性ゴム又は鉛プラグ入り積層ゴムとすることで、免震性能を向上することが可能となる。
弾性体の上下の平面部と接する部材に凹部又は貫通穴を形成し、応力による前記弾性体の弾性変形を前記弾性体の側面部の膨出及び平面部の前記凹部又は前記貫通穴への膨出により吸収することで、鉛直荷重等の応力により弾性体の平面部が貫通穴又は凹部に弾性変形して膨出するので、弾性体の側面部のみ弾性変形する場合に比較して大きな圧縮ひずみを得ることができ、増加した圧縮ひずみ分弾性体で地震時の回転変位を吸収することが可能となる。さらに、弾性体の圧縮ひずみによるエネルギー吸収性能が大きいので弾性体の厚みを薄くすることができ、滑り支承の薄型化を実現することが可能となる。
弾性体を、下部構造側に配置された中空の支承保持穴が形成された支承保持部材内に配置し、前記弾性体上に前記下部滑り部材支持部材をその上面が前記支承保持部材の上面から突出するように設置し、前記弾性体の平面部が接する部材の少なくとも一方の面に貫通穴又は凹部を形成し、応力による前記弾性体の弾性変形を前記弾性体の側面部の膨出及び前記弾性体の平面部の前記貫通穴又は前記凹部への膨出により吸収することで、せん断力拘束手段等を用いること無く、弾性体及び下部滑り部材を連結手段等を使用すること無く設置できるので、取り付け、交換作業が容易になる。また、鉛直荷重等の応力により弾性体の平面部が貫通穴又は凹部に弾性変形して膨出するので、弾性体の側面部のみ弾性変形する場合に比較して大きな圧縮ひずみを得ることができ、増加した圧縮ひずみ分弾性体で地震時の回転変位を吸収することが可能となる。さらに、弾性体の圧縮ひずみによるエネルギー吸収性能が大きいので弾性体の厚みを薄くすることができ、滑り支承の薄型化を実現することが可能となる。また、弾性体が支承保持部に密封状態に配置されるので弾性体の塵埃や環境による劣化を防止することが可能となる。

本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１〜図３は、構造物用滑り支承装置１の一実施形態の概略図である。

建築物や橋梁等の構造物用滑り支承装置１は、下部構造２に埋設されたアンカーボルト４に雌ねじを形成した連結部材５が螺着される。下部構造２の表面に設置されたベースプレート６が固定ボルト７により着脱可能に固定される。

ベースプレート６上に弾性体８ある補強鋼板とゴムを鉛直方向に積層した積層ゴムが配置される。積層ゴムは、下鋼板９と上鋼板１０を有し、ゴム、補強鋼板、下鋼板９及び上鋼板１０が加硫一体成形により一体化される。積層ゴム８の下鋼板９とベースプレート６とが連結ボルト１１により着脱可能に固定される。弾性体８として高減衰性ゴムや積層ゴムに鉛プラグを挿入した免震性能に優れたものを使用しても良い。

図２、図３に示されるように、下部滑り部材支持部材である上鋼板１０には、断面円形の複数の凹部１２が形成される。凹部１２には、凹部１２と同じ断面形状の円柱状の下部滑り部材１４が挿入設置される。下部滑り部材１４は、低摩擦性の材料で一体に形成するか、鋼材の表面に低摩擦性材料の例えば４フッ化エチレン等の低摩擦材を設置して形成する。複数の下部滑り部材１４の上面は、下部滑り部材支持部材である上鋼板１０の表面より同じ高さで突出するように設置される。

上部構造３と一体化されたソールプレート１５の下面に上部滑り部材１６がセットボルト１７で着脱可能に固定される。上部滑り部材１６は磨いたステンレススチール等の低摩擦性の材料を用いる。複数の下部滑り部材１４と上部滑り部材１６が面接触して、上部構造３の鉛直荷重を下部構造２に伝達し、地震等の水平変位に対して上部構造３と下部構造２が相対変位する滑り面を形成する。複数の下部滑り部材１４と上部滑り部材１６とを面接触させて滑り面を形成することにより、下部滑り部材１４を単一の滑り部材とする場合に比較し、滑り面の面圧を高くすることができ、その結果、滑り面の摩擦係数を低減することができ、地震時の大きな変位に対して上下構造が滑り面を介して相対変位して地震エネルギーを軽減することが可能となる。

図４に示される実施形態は、下部構造２側の若干の不陸が存在する場合、複数の下部滑り部材１４と上部滑り部材１６を正確に水平に面接触させるためのものである。

下部滑り部材支持部材である上鋼板１０には、断面円形の複数の凹部１２が形成される。凹部１２にはゴム層１３が設置され、その上に円柱状の下部滑り部材１４が挿入設置される。低摩擦性の下部滑り部材１４の上面は、下部滑り部材支持部材である上鋼板１０の上面から上方に所定高さ突出するようにする。ゴム層１３と下部滑り部材１４を加硫一体成形により一体化すると、凹部１２への設置が容易となる。

このように構成された構造物用滑り支承装置１の作用について説明する。下部構造２側に若干の不陸が存在する場合、上鋼板１０の上面に形成された凹部１２に設置された複数の下部滑り部材１４の上面の鉛直方向の位置が不揃いになる。この状態で上部構造３の上部滑り部材１６が複数の下部滑り部材１４の上面の低摩擦材１４ａに接触すると、上部構造３の鉛直荷重により、鉛直方向の位置が高い下部滑り部材１４のゴム層１３が圧縮変形して、鉛直方向の位置が最も低い下部滑り部材１４の位置まで全ての下部滑り部材１４の上面の位置を押し下げる。その結果、複数の下部滑り部材１４の上面と上部滑り部材１６は水平に面接触する。

この実施形態においても、複数の下部滑り部材１４と上部滑り部材１６とを面接触させて滑り面を形成することにより、下部滑り部材１４を単一の滑り部材とする場合に比較し、滑り面の面圧を高くすることができ、その結果、滑り面の摩擦係数を低減することができ、地震時の大きな変位に対して上下構造が滑り面を介して相対変位して地震エネルギーを軽減することが可能となる。

図５に示される実施形態は、凹部１２に設置されるゴム層１３に穴１３ａを形成したものである。ゴム層１３に穴３ａを形成することにより、上部構造３からの鉛直荷重による圧縮変形が用になる。他の構成と作用、効果は、図４に示される実施形態と同様であるので説明を省略する。

図６、図７は、弾性体８として積層ゴム、高減衰性ゴム、鉛プラグ２５を積層ゴムに挿入した鉛プラグ入り積層ゴムを用いる場合の他の実施形態を示す図である。

この実施形態では、弾性体８の平面部が接する下鋼板９、下部滑り部材支持部材である上鋼板１０の少なくとも１つの面に貫通穴９ａ又は凹部１０ａを形成する。他の構成は、前述の実施形態と同様であるので説明を省略する。

この実施形態の構造物用滑り支承装置１の作用について説明する。応力の付加により弾性体８の側面部が膨出すると共に、弾性体８の平面部が接する下鋼板９、下部滑り部材支持部材である上鋼板１０の少なくともいずれかに形成した貫通穴９ａ又は凹部１０ａに膨出してそのエネルギーを吸収する。弾性体８の平面部が貫通穴９ａ又は凹部１０ａに弾性変形して膨出するので、弾性体８の側面部のみ弾性変形する場合に比較して大きな圧縮ひずみを得ることができ、増加した圧縮ひずみ分弾性体８で地震時の回転変位を吸収することが可能となる。さらに、弾性体８の圧縮ひずみによるエネルギー吸収性能が大きいので弾性体８の厚みを薄くすることができ、滑り支承の薄型化を実現することが可能となる。

図８、図９は、構造物用滑り支承装置１の別の実施形態を示す図である。

構造物用滑り支承１は、下部構造２中に埋設設置されるアンカーボルト４によりベースプレート６が固定される。ベースプレート６上に支承保持部材１８が取付ボルト１９により着脱可能に固定される。支承保持部材１８は鋼製の所定厚みの板状部材である。取付ボルト１９による支承保持部材１８のベースプレート６への固定部は支承保持部材１８の上面より低い取付用段部２０が形成され、取付ボルト１９による支承保持部材１８の固定後の取付ボルト１９の頭部上端位置が支承保持部材１８の上面以下の位置になるようにする。

支承保持部材１８の中央部には、支承保持穴２１が貫通して形成される。実施形態では、支承保持穴２１の断面形状を円形としているが、支承保持穴２１の断面形状を矩形、楕円形にしても良い。

支承保持穴２１の下部に下鋼板９を配置したゴム等の弾性体８を設置する。弾性体８の上下に下部滑り部材支持部材である上鋼板１０と下鋼板９が加硫一体成形により一体化される。下鋼板９と上鋼板１０の形状は、支承保持穴２１の断面形状と相似形で、その外径は支承保持穴２１の内径とほぼ同じ大きさとし、弾性体８の水平方向の移動を阻止する。弾性体８の側面方向の膨出が可能なスペースを確保するために下鋼板９、上鋼板１０の外径より弾性体８の外径を小さくする。下鋼板９、上鋼板１０の弾性体８の平面部と接する面の少なくとも一方の面に貫通穴９ａ又は凹部１０ａを形成する。

下部滑り部材支持部材である上鋼板１０上面が支承保持部材１８の上面より上部に突き出すように設置する。弾性体８は、支承保持穴２１にほぼ密封状態に配置されるので塵埃、環境による劣化が防止される。また、弾性体８及び下部滑り部材支持部材である上鋼板１０を支承保持穴２１に積層配置するだけなので連結固定手段が不必要となり部品点数を減らすと共に、設置、取り換え作業を一段と容易にすることが可能となる。他の構成及び作用、効果は前述の実施形態と同様であるので説明を省略する。

図１０は、図８，９に示される実施形態の地震発生時の弾性体８の弾性変形の状態を示す。地震による応力の付加により弾性体８の側面部が膨出すると共に、弾性体８の平面部が下鋼板９、上鋼板１０の少なくともいずれかに一方の面に形成した貫通穴９ａ又は凹部１０ａに膨出してそのエネルギーを吸収する。弾性体８の平面部が貫通穴９ａ又は凹部１０ａに弾性変形して膨出するので、弾性体８の側面部のみ弾性変形する場合に比較して大きな圧縮ひずみを得ることができ、増加した圧縮ひずみ分弾性体８で地震時の回転変位を吸収することが可能となる。さらに、弾性体８の圧縮ひずみによるエネルギー吸収性能が大きいので弾性体８の厚みを薄くすることができ、滑り支承の薄型化を実現することが可能となる。

以上のように本発明の構造物用滑り支承装置１によれば、下部滑り部材１４と上部滑り部材１６との接触面積を減少させて滑り面の面圧を増大させ、滑り面の摩擦係数を低減することが可能となる。また、下部構造２側の不陸の存在による下部滑り部材支持部材からの突出高さの異なる複数の下部滑り部材１４を支持しているゴム層１３の上部構造の鉛直荷重による圧縮変形で、複数の下部滑り部材と上部滑り部材を正確に水平に面接触させることが可能となり、上部構造３の鉛直荷重を確実に下部構造に伝達可能とすると共に、地震時に下部構造２に作用する大きな水平変位に対して、下部滑り部材１４と上部滑り部材とで形成される滑り面を介して上部構造３と下部構造２が確実に水平方向に相対変位し地震エネルギーを軽減して上部構造に伝達することが可能になる。

１：構造物用滑り支承装置、２：下部構造、３：上部構造、４：アンカーボルト、５：連結部材、６：ベースプレート、７：固定ボルト、８：弾性体、９：下鋼板、９ａ：貫通穴、１０：上鋼板、１０ａ：凹部、１１：連結ボルト、１２：凹部、１３：ゴム層、１３ａ：穴、１４：下部滑り部材、１５：ソールプレート、１６：上部滑り部材、１７：セットボルト、１８：支承保持部材、１９：取付ボルト、２０：取付用段部、２１：支承保持穴、２２：鉛プラグ

Claims

建築物、橋梁等の構造物の上部構造と下部構造の間に配置される構造物用滑り支承装置であって、
前記下部構造側に配置される弾性体と、
前記弾性体上に配置され表面に複数の凹部を形成した下部滑り部材支持部材と、
前記複数の凹部にゴム層を配置し、その上に下部滑り部材をその上面が前記下部滑り部材支持部材の上面から突出するように設置した低摩擦性の下部滑り部材と、
前記上部構造側に配置される低摩擦性の上部滑り部材と、
を備え、
前記複数の下部滑り部材と上部滑り部材が、下部構造の不陸の存在の有無に拘わらず複数の下部滑り部材と上部滑り部材が水平に面接触する滑り面を形成し面圧の高い滑り面を形成することを特徴とする不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置。
前記凹部に配置されるゴム層を穴開きゴムとすることを特徴とする請求項１に記載の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置。
前記凹部に配置される前記ゴム層と前記下部滑り部材を加硫一体成形により一体とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置。
前記下部構造側に配置される前記弾性体を、ゴムと補強鋼板を鉛直方向に複数積層した積層ゴムとすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置。
前記下部構造側に配置される前記弾性体を、高減衰性ゴム又は鉛プラグ入り積層ゴムとすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置。
前記弾性体の上下の平面部と接する部材に凹部又は貫通穴を形成し、応力による前記弾性体の弾性変形を前記弾性体の側面部の膨出及び平面部の前記凹部又は前記貫通穴への膨出により吸収することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置。
前記弾性体を、下部構造側に配置された中空の支承保持穴が形成された支承保持部材内に配置し、前記弾性体上に下部滑り部材支持部材をその上面が前記支承保持部材の上面から突出するように設置し、前記弾性体の平面部が接する部材の少なくとも一方の面に貫通穴又は凹部を形成し、応力による前記弾性体の弾性変形を前記弾性体の側面部の膨出及び前記弾性体の平面部の前記貫通穴又は前記凹部への膨出により吸収することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の不陸調整機能を有する構造物用滑り支承装置。