JP6049523B2 - Seismic isolation device - Google Patents
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Description
本発明は、免震部材を多段に配置した免震装置に関する。 The present invention relates to a seismic isolation device in which seismic isolation members are arranged in multiple stages.
従来、原子力施設等の重量構造物における免震装置として、各段に複数個ずつ配置した積層ゴムを連結部材により上下に連結して多段に重ねた多段積層ゴムが多用されている。
この連結部材としては、鋼板が多く用いられる(特許文献1、2を参照)。また、特許文献1には、曲げ剛性を向上させるために、鋼板にリブや凹凸を設けることが記載されており、特許文献2には、連結部材として厚鋼板の他、H型鋼等を版状に組んで使用することが記載されている。
また、このような免震装置では積層ゴムにより振動エネルギーを熱エネルギーに変換して振動を減衰させるが、この際に発生する熱を放熱して積層ゴムの性能劣化を防ぐため、特許文献3には、積層ゴムにおいて、ゴム間の金属板を周囲に突出させて放熱部とすることが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a seismic isolation device in a heavy structure such as a nuclear facility, a multistage laminated rubber in which a plurality of laminated rubbers arranged at each stage are connected up and down by a connecting member and stacked in multiple stages is often used.
A steel plate is often used as the connecting member (see
Moreover, in such a seismic isolation device, vibration energy is converted into heat energy by the laminated rubber to attenuate the vibration. However, in order to dissipate the heat generated at this time and prevent performance deterioration of the laminated rubber,
しかしながら、連結部材を鋼板で構成する場合、水平力に対する強度を確保するため板厚が200mm程度と厚くなり、その重量が大きくなるため、連結部材の搬送や免震装置の製作が困難であるという問題があった。H型鋼等を版状に組んで用いる場合でも、現地加工や組み立て易さ、重量などの点で課題があった。
また、連結部材の重量が大きくなることにより、連結部材固有の振動が生じやすく、積層ゴムの挙動と免震装置全体の挙動が異なるものとなり、構造物の振動性能に影響を及ぼす可能性があった。
さらに、免震装置には前記のような発熱の問題もあり、特許文献3のように積層ゴム自体に放熱の仕組みを設けるほか、連結部材としても放熱の仕組みを有していると、効率よく放熱を行うことができ望ましい。
However, when the connecting member is made of a steel plate, the plate thickness becomes as thick as about 200 mm to ensure the strength against horizontal force, and the weight increases, which makes it difficult to transport the connecting member and to manufacture the seismic isolation device. There was a problem. Even when H-shaped steel or the like is assembled in a plate shape, there are problems in terms of on-site processing, ease of assembly, weight, and the like.
In addition, due to the increased weight of the connecting member, vibration inherent to the connecting member tends to occur, and the behavior of the laminated rubber and the behavior of the seismic isolation device as a whole differ, which may affect the vibration performance of the structure. It was.
Furthermore, the seismic isolation device also has a problem of heat generation as described above. In addition to providing a heat dissipation mechanism in the laminated rubber itself as in
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、連結部材の搬送や免震装置の製作が容易であるとともに、連結部材の軽量化により連結部材固有の振動を低減することができる免震装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to facilitate the transportation of the connecting member and the manufacture of the seismic isolation device, and to reduce the vibration inherent to the connecting member by reducing the weight of the connecting member. Is to provide a seismic isolation device.
前述した目的を達成するための本発明は、水平方向の振動に対する免震部材を連結部材により上下に連結した免震装置であって、前記連結部材が、複数の鋼材を井桁状に配置して形成されたことを特徴とする免震装置である。 The present invention for achieving the above-mentioned object is a seismic isolation device in which a seismic isolation member for horizontal vibration is connected up and down by a connecting member, the connecting member having a plurality of steel materials arranged in a grid pattern. It is a seismic isolation device characterized by being formed.
本発明では、複数の鋼材を井桁状に組み合わせた連結部材を用いて、免震部材を上下に連結する。免震部材は、例えば積層ゴムであるが、これ以外の免震機能を有するものであってもよい。
そして、連結部材は、構成部材である個々の鋼材を小割りした状態で現場に搬送し、これらを現場で組み立てて製作することができるため、従来のように鋼板を用いる場合に比べ、搬送性が改善される。また、連結部材は、H型鋼等を版状に組むのではなく、個々の鋼材を井桁状に組み合わせて構成するので、軽量化を図ることができ、かつ簡易な構成であるため現地での加工や組み立ても容易で、これと免震部材を連結して免震装置を現場で簡単に製作できる。部材の交換あるいは撤去時には、その解体も容易である。
さらに、連結部材の軽量化により、地震時等における連結部材固有の振動を低減し、個々の免震部材の挙動と免震装置全体の挙動を近づけることができる。
また、連結部材は鋼材間に空洞部分を有するので、免震部材が作動する事により発生する熱を、その上または下にある連結部材の空洞部分に放出する事によって、免震部材の発熱による性能劣化を防ぐ事が可能になる。前記の特許文献3のようにゴム間の金属板を放熱部とするなどして積層ゴム自体に放熱の仕組みを設けるほか、本発明のように連結部材にて放熱の仕組みを設けることで、効率よく放熱を行うことができる。
In this invention, a seismic isolation member is connected up and down using the connection member which combined several steel materials in the shape of a cross. The seismic isolation member is, for example, laminated rubber, but may have other seismic isolation functions.
And, since the connecting member can be transported to the site in a state where individual steel materials as constituent members are divided, and these can be assembled and manufactured on site, the transportability is higher than when using steel plates as in the past. Is improved. In addition, the connecting members do not assemble H-shaped steel etc. in a plate shape, but are configured by combining individual steel materials in a cross-girder shape, so that the weight can be reduced and the structure is simple, so it is processed locally. It is easy to assemble, and seismic isolation devices can be easily manufactured on site by connecting this and seismic isolation members. When replacing or removing a member, it can be easily disassembled.
Furthermore, by reducing the weight of the connecting member, vibration inherent to the connecting member during an earthquake or the like can be reduced, and the behavior of individual seismic isolation members and the behavior of the entire seismic isolation device can be brought closer.
Further, since the connecting member has a hollow portion between the steel materials, the heat generated by the operation of the seismic isolation member is released to the hollow portion of the connecting member above or below it, thereby generating heat from the seismic isolation member. It becomes possible to prevent performance degradation. In addition to providing a heat dissipation mechanism in the laminated rubber itself by using a metal plate between the rubbers as a heat dissipation part as in
前記鋼材は、H型鋼であることが望ましい。
H型鋼を用いることにより、軽量かつ高強度の連結部材を製作できる。
The steel material is preferably H-shaped steel.
By using H-shaped steel, a light and high strength connecting member can be manufactured.
前記連結部材において、井桁状に配置された鋼材の上下に鋼板が取り付けられてもよい。
これにより、水平力を鋼板を介して各鋼材および各免震部材に分散して負担させ、免震性能をさらに向上させることができる。
In the connecting member, steel plates may be attached to the top and bottom of the steel materials arranged in a cross beam shape.
Thereby, a horizontal force can be distributed and burdened to each steel material and each seismic isolation member via a steel plate, and the seismic isolation performance can be further improved.
前記連結部材は、例えば、複数のH型鋼を平面上交差するように上下に配置して井桁状に形成される。
H型鋼を上下に配置し井桁状に組み合わせることにより、連結部材が容易に製作できる。また、部材の交換あるいは撤去時には、上下に配置したH型鋼を解体すればよいので、連結部材の解体も容易である。
For example, the connecting member is formed in a cross-beam shape by vertically arranging a plurality of H-shaped steels so as to intersect on a plane.
A connecting member can be easily manufactured by arranging H-shaped steels vertically and combining them in a cross-beam shape. Further, when replacing or removing the members, it is only necessary to disassemble the H-shaped steels disposed above and below, so that the disassembly of the connecting member is also easy.
また、前記連結部材は、複数のH型鋼を同一の平面で井桁状に配置して形成されてもよい。
H型鋼を同一の平面で井桁状に配置して連結部材を製作することで、連結部材の一体性を高め、水平振動を連結部材を介してより確実に免震部材に伝えることができるようになる。
In addition, the connecting member may be formed by arranging a plurality of H-shaped steels in a parallel pattern on the same plane.
By manufacturing the connecting member by arranging the H-shaped steel in the same plane on the same plane, the integrity of the connecting member can be improved and the horizontal vibration can be more reliably transmitted to the seismic isolation member via the connecting member. Become.
本発明によれば、連結部材の搬送や免震装置の製作が容易であるとともに、連結部材の軽量化により連結部材固有の振動を低減することができる免震装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while the conveyance of a connection member and manufacture of a seismic isolation apparatus are easy, the seismic isolation apparatus which can reduce the vibration intrinsic | native to a connection member by weight reduction of a connection member can be provided.
以下、図面に基づいて、本発明の免震装置の実施形態について詳細に説明する。本発明の免震装置は、例えば原子力施設などの重量構造物の下部に据え付けて免震に用いるものであるが、それ以外の構造物に用いることも可能である。 Hereinafter, embodiments of the seismic isolation device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The seismic isolation device of the present invention is installed in a lower part of a heavy structure such as a nuclear facility and used for seismic isolation, but can also be used for other structures.
[第1の実施形態]
まず、図1、図2を用いて本発明の第1の実施形態に係る免震装置について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る免震装置4の概要を示す図である。図1(a)は、免震装置4の立面図である。図1(b)は、免震装置4の水平方向の断面図であり、図1(a)の矢印A−Aによる断面図である。図1(b)では、積層ゴム3と連結部材1の位置関係を示すため、積層ゴム3の上フランジ7の図示を省略し、積層ゴム3の位置を点線で示した。
[First Embodiment]
First, the seismic isolation device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the seismic isolation device 4 according to the first embodiment. FIG. 1A is an elevation view of the seismic isolation device 4. FIG.1 (b) is sectional drawing of the horizontal direction of the seismic isolation apparatus 4, and is sectional drawing by arrow AA of Fig.1 (a). In FIG. 1B, in order to show the positional relationship between the laminated
図1に示すように、免震装置4は、連結部材1、複数の積層ゴム3(免震部材)等からなる。
免震装置4は、積層ゴム3を同一平面で複数個ずつ配置したものを、連結部材1を用いて上下に連結し多段に重ねたものである。積層ゴム3としては、免震機能を有する従来のものを適宜使用可能である。図1(a)では、n段目の積層ゴム3(n)と、n+1段目の積層ゴム3(n+1)との連結部を図示している。
As shown in FIG. 1, the seismic isolation device 4 includes a connecting
The seismic isolation device 4 is a multi-layered structure in which a plurality of laminated
図2は、連結部材1の斜視図である。図1、図2に示すように、連結部材1は、複数のH型鋼1aおよび複数のH型鋼1bからなる井桁状部材2として形成される。
FIG. 2 is a perspective view of the connecting
H型鋼1aは、所定の間隔で複数平行に配置される。また、H型鋼1bは、H型鋼1aの下方で、長手方向がH型鋼1aの長手方向と平面上直交するように、所定の間隔で複数平行に配置される。このようにして複数のH型鋼1aと複数のH型鋼1bを上下に井桁状に配置して、井桁状部材2が形成される。
これらH型鋼1aとH型鋼1bは、取付け板とボルト等で緊結する等の方法により、一体化される。
A plurality of H-shaped steel la is arranged in parallel at a predetermined interval. Further, a plurality of H-shaped
These H-shaped
図1(a)に示すように、積層ゴム3は、上面に上フランジ7を、下面に下フランジ5を有する。
積層ゴム3(n)の上フランジ7と連結部材1のH型鋼1b、および、積層ゴム3(n+1)の下フランジ5と連結部材1のH型鋼1aも、取付け板とボルト等で緊結する等の方法により、一体化される。
As shown in FIG. 1A, the
The
第1の実施形態では、構成部材である複数のH型鋼1a、複数のH型鋼1bを現場まで搬送し、これらを現場にて前記のように井桁状に組み合わせて連結部材1を製作し、これと各段の積層ゴム3を連結して免震装置4を組み立てる。
In the first embodiment, a plurality of H-shaped
このように、第1の実施形態では、連結部材1は、構成部材である個々のH型鋼1a、1bを小割りした状態で現場に搬送し、これらを現場で組み立てて製作することができるため、鋼板を連結部材として用いる前記した従来例と比較して、搬送性を改善することができる。
また、連結部材1は、H型鋼等を版状に組むのではなく、H型鋼1a、1bを上下に配置し井桁状に組み合わせて構成するので、軽量化を図ることができ、かつ簡易な構成であるため現地での加工や組み立ても容易で、これと積層ゴム3を連結して免震装置4を現場で簡単に製作できる。部材の交換あるいは撤去時には、その解体も容易である。
さらに、連結部材1の軽量化により、地震時等における連結部材1固有の振動を低減することができ、個々の積層ゴム3の挙動と免震装置4全体の挙動を近づけることができる。
また、連結部材1は隣り合うH型鋼1aの間やH型鋼1bの間等に空洞部分を有するので、積層ゴム3が作動する事により発生する熱を、その上または下にある連結部材1の空洞部分に放出する事によって、積層ゴム3の発熱による性能劣化を防ぐ事が可能になる。前記の特許文献3のようにゴム間の金属板を放熱部とするなどして積層ゴム自体に放熱の仕組みを設けるほか、本発明のように連結部材1にて放熱の仕組みを設けることで、効率よく放熱を行うことができる。
Thus, in 1st Embodiment, since the
Further, the connecting
Furthermore, by reducing the weight of the connecting
Further, since the connecting
なお、図1、図2等では、H型鋼1aおよびH型鋼1bを、それぞれ5本ずつ配置したが、より多くのH型鋼1a、H型鋼1bを、間隔を小さくして配置して用いてもよい。あるいは、H型鋼1a、H型鋼1bの本数を減らし、間隔を大きくして配置してもよい。
このように、用いるH型鋼1aやH型鋼1bの本数、およびその配置間隔等は、連結部材1として必要な強度、および製作性等を考慮して様々に定めることができる。
In FIG. 1 and FIG. 2 and the like, five H-shaped
As described above, the number of H-shaped
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係る免震装置について、図3、図4を用いて説明する。
図3は、第2の実施形態の免震装置14の概要を示す図である。図3(a)は、免震装置14の垂直方向の断面図である。図3(b)は、免震装置14の水平方向の断面図である。図3(c)は、連結部材11と積層ゴム3との連結部付近の拡大断面図である。図3(a)は、図3(b)に示す矢印C−Cによる断面図、図3(b)は、図3(a)に示す矢印B−Bによる断面図、図3(c)は、図3(b)に示す矢印D−Dによる断面図である。
[Second Embodiment]
Next, a seismic isolation device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of the
図3に示すように、免震装置14は、連結部材11、複数の積層ゴム3等からなる。
免震装置14は、積層ゴム3を同一平面で複数個ずつ配置したものを、連結部材11を用いて上下に連結して多段に重ねたものである。図3(a)等では、n段目の積層ゴム3(n)と、n+1段目の積層ゴム3(n+1)との連結部を図示している。
As shown in FIG. 3, the
The
図4は、連結部材11の斜視図である。なお、図4では、井桁状部材12の上部の鋼板13b(図3(a)参照)の図示を省略した。
図3、図4に示すように、連結部材11は、複数のH型鋼11aおよび複数のH型鋼11bからなる井桁状部材12、鋼板13a、13bから構成される。
FIG. 4 is a perspective view of the connecting
As shown in FIGS. 3 and 4, the connecting
H型鋼11aは、所定の間隔で複数平行に配置される。また、H型鋼11bは、H型鋼11aと同一平面で、長手方向がH型鋼11aの長手方向と直交するように、所定の間隔で複数平行に配置される。このようにして複数のH型鋼11aと複数のH型鋼11bを同一平面で井桁状に配置して、井桁状部材12が形成される。
これらH型鋼11aとH型鋼11bとは、取付け板とボルト等で緊結する、あるいは溶接する等の方法により、一体化される。
A plurality of H-shaped
The H-shaped
図3(a)に示すように、鋼板13aは、H型鋼11aとH型鋼11bによる井桁状部材12の下部に取り付けられる。
図3(c)に示すように、H型鋼11aと鋼板13aとは、頭付きボルト23をH型鋼11aのフランジ29bの孔31を通して鋼板13aのネジ孔27にねじ込むことにより連結される。H型鋼11bと鋼板13aも、同様にして連結される。
As shown to Fig.3 (a), the
As shown in FIG.3 (c), the H-shaped
また、図3(a)に示すように、鋼板13bは、井桁状部材12の上部に取り付けられる。
図3(c)に示すように、H型鋼11aと鋼板13bとは、頭付きボルト25を鋼板13bの孔33およびH型鋼11aのフランジ29aの孔35に通し、フランジ29aの下面側からナット37を締め込むことにより連結される。H型鋼11bと鋼板13bも、同様にして連結される。
Further, as shown in FIG. 3A, the
As shown in FIG. 3 (c), the H-shaped
なお、鋼板13aあるいは鋼板13bの取り付け方法はこれに限ることはなく、井桁状部材12と鋼板13a、13bを一体化するように適宜定めることができる。
また、連結部材11に加わる水平力は主に井桁状部材12で負担されるので、上記の鋼板13a、13bは、鋼板を連結部材とする前記した従来例に比べ、薄く軽量のものとすることができる。
In addition, the attachment method of the
In addition, since the horizontal force applied to the connecting
図3、図4に示すように、H型鋼11aは、長手方向の中央付近のウェブ部に複数の孔19を有する。また、鋼板13a、鋼板13bは、中央付近に孔21を有する。これらの孔19、21は、上記したようなボルトの取付けや、ボルトの締め込みの調整時などに手を入れて連結部材11の内部から作業を行うためのものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the H-shaped
図3(a)等に示すように、積層ゴム3は、上面に上フランジ17を、下面に下フランジ15を有する。積層ゴム3(n)の上フランジ17と鋼板13aとは、例えば、ボルト等を用いて緊結される。積層ゴム3(n+1)の下フランジ15と鋼板13bも同様に、ボルト等を用いて緊結される。
As shown in FIG. 3A and the like, the
第2の実施形態では、複数のH型鋼11a、複数のH型鋼11b、および鋼板13a、13bを現場まで搬送し、現場にてH型鋼11a、11bを前記のように井桁状に組み合わせて井桁状部材12を形成し、その上部と下部に鋼板13b、13aを取り付けて、連結部材11が製作される。その後、連結部材11と各段の積層ゴム3を連結して免震装置14を組み立てる。
なお、H型鋼11a、11bは予め井桁状に組み合わせたものを現場まで搬送してもよい。
In the second embodiment, the plurality of H-shaped
Note that the H-shaped
これにより、第2の実施形態でも、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
さらに、第2の実施形態では、水平力を鋼板を介してH型鋼11a、11bおよび各積層ゴム3に分散して負担させ、免震性能をさらに向上させることができる。
なお、第1の実施形態においても、第2の実施形態と同様、井桁状部材2の上部と下部に鋼板を取り付けて用いてもよい。これにより、上記と同様の効果が得られる。
Thereby, also in 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment is acquired.
Furthermore, in the second embodiment, the horizontal force can be distributed and applied to the H-shaped
In the first embodiment, steel plates may be attached to the upper and lower portions of the cross beam-like member 2 as in the second embodiment. Thereby, the effect similar to the above is acquired.
加えて、第2の実施形態では、複数のH型鋼11a、11bを同一の平面で井桁状に配置することで、連結部材11の一体性が高まり、水平振動を連結部材11を介してより確実に積層ゴム3に伝えることができる。
これに対し、第1の実施形態では、H型鋼1a、1bを上下に配置し井桁状に組み合わせて連結部材1が形成されるので、連結部材の製作、解体がより容易である。これら連結部材の構成は必要に応じて選択すればよい。
In addition, in the second embodiment, by arranging the plurality of H-shaped
On the other hand, in the first embodiment, the connecting
なお、以上の実施形態ではH型鋼を直交して交差させ井桁状に配置したが、これに限らず、H型鋼を斜交させて井桁状に配置することも可能である。
また、連結部材にはH型鋼を用いたが、その他の鋼材であってもよい。ただし、H型鋼を用いることにより、軽量かつ高強度の連結部材が製作できる利点がある。
さらに、積層ゴムに変えて免震機能を有するその他の免震部材、例えば転がり支承など、を用いることも可能である。
In the above embodiment, the H-shaped steels are orthogonally crossed and arranged in a cross beam shape. However, the present invention is not limited to this, and the H-shaped steels can be obliquely arranged in a cross beam shape.
Moreover, although H-shaped steel was used for the connection member, other steel materials may be used. However, the use of H-shaped steel has the advantage that a lightweight and high-strength connecting member can be manufactured.
Furthermore, it is also possible to use other seismic isolation members having a seismic isolation function instead of laminated rubber, such as rolling bearings.
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
1、11………連結部材
1a、1b、11a、11b………H型鋼
2、12………井桁状部材
3、3(n)、3(n+1)………積層ゴム
4、14………免震装置
5、15………下フランジ
7、17………上フランジ
13a、13b………鋼板
29a、29b………フランジ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記連結部材が、複数の鋼材を井桁状に配置して形成されたことを特徴とする免震装置。 A seismic isolation device in which a seismic isolation member for horizontal vibration is connected up and down by a connecting member,
The seismic isolation device, wherein the connecting member is formed by arranging a plurality of steel materials in a cross-beam shape.
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