JP6165474B2 - Seismic isolation device and seismic isolation device replacement method - Google Patents
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Description
本発明は、免震装置、及び、この免震装置を交換するための免震装置交換方法に関するものである。 The present invention relates to a seismic isolation device and a seismic isolation device replacement method for exchanging the seismic isolation device.
地震等の振動から建築物、構造物を保護するため、従来から免震装置が用いられている。免震装置は、その上部で構造物を支持しているため、劣化などにより免震装置を交換する場合、構造物をジャッキアップする必要があった。しかしながら、構造物のジャッキアップには、多大なコストと労働力が必要である。そこで、特許文献1では、免震装置の一部を構成する弾性体を切断して古い免震装置を取り外し、新しい免震装置を設置している。しかしながら、弾性体の切断に手間がかかってしまう。
Conventionally, seismic isolation devices have been used to protect buildings and structures from vibrations such as earthquakes. Since the seismic isolation device supports the structure at its upper part, it was necessary to jack up the structure when replacing the seismic isolation device due to deterioration or the like. However, jacking up structures requires significant costs and labor. So, in
本発明は上記事実を考慮して成されたものであり、簡易に交換可能な免震装置、及び、この免震装置を用いた免震装置交換方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object thereof is to provide a seismic isolation device that can be easily replaced and a seismic isolation device replacement method using the seismic isolation device.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係る免震装置は、基礎上に固定され、平坦状とされた上面にフッ素樹脂コーティングが施されて固定滑り層が形成された基礎板と、構造物下に固定され、平坦状とされた下面にフッ素樹脂コーティングが施されて固定滑り層が形成された構造物板と、前記基礎板と前記構造物板との間に配置される免震装置本体と、前記免震装置本体の鉛直方向上端面に積層固定され、前記構造物板を支持しフッ素樹脂で形成された上面を有する上取付板部材と、前記免震装置本体の鉛直方向下端面に積層固定され、前記基礎板上に支持されフッ素樹脂で形成された下面を有する下取付板部材と、前記上取付板部材と前記構造物板、及び、前記下取付板部材と前記基礎板の少なくとも一方を固定すると共に、固定解除可能とする固定部材と、を備えている。
In order to achieve the above object, a seismic isolation device according to
請求項1に係る免震装置は、免震装置本体の上端面に上取付板部材が配置され、下端面に下取付板部材が配置されている。そして、上取付板部材の上面はフッ素樹脂で形成され、下取付板部材の下面はフッ素樹脂で形成されている。したがって、上取付板部材と構造物板との間の摩擦係数、及び、下取付板部材と基礎板との間の摩擦係数を小さくすることができる。これにより、固定部材による固定を解除し、免震装置本体に水平方向の力を作用させることにより、免震装置本体を構造物板及び基礎板と接触させつつ滑らせて、構造物板及び基礎板の間から取り外すことができる。このようにして免震装置本体を取り外すことができるので、構造物をジャッキアップすることなく、免震装置を容易に交換することができる。
In the seismic isolation device according to
本発明の請求項2に係る免震装置は、前記上面と前記構造物板との間の摩擦係数、及び、前記下面と前記基礎板との間が0.1以下であること、を特徴とする。
上取付板部材と構造物板、及び、下取付板部材と基礎板の間の摩擦係数は、通常の場合、μ=0.3〜0.8である。したがって、通常の場合よりも小さい0.1以下に設定することにより、免震装置本体を構造物板及び基礎板と接触させつつ滑らせて、構造物板及び基礎板の間から取り外すことができる。
The seismic isolation device according to
The friction coefficient between the upper mounting plate member and the structure plate, and the lower mounting plate member and the base plate is usually μ = 0.3 to 0.8. Therefore, by setting it to 0.1 or less, which is smaller than usual, the seismic isolation device body can be slid while being in contact with the structure plate and the base plate, and removed from between the structure plate and the base plate.
本発明の請求項3に係る免震装置交換方法は、基礎上に固定される基礎板と、構造物下に固定される構造物板と、前記基礎板と前記構造物板との間に配置される第1免震装置本体と、前記第1免震装置本体の鉛直方向上端面に積層固定され、前記構造物板を支持しフッ素樹脂で形成された上面を有する上取付板部材と、前記第1免震装置本体の鉛直方向下端面に積層固定され、前記基礎板上に支持されフッ素樹脂で形成された下面を有する下取付板部材と、前記上取付板部材と前記構造物板、及び、前記下取付板部材と前記基礎板の少なくとも一方を固定すると共に、固定解除可能とする固定部材と、を備えた免震装置を交換する免震装置交換方法であって、前記免震装置の固定部材による固定を解除する工程と、前記構造物板と前記基礎板との間に、第2免震装置本体を一部挿入する工程と、前記第2免震装置本体へ水平方向の力を作用させて前記構造物板と前記基礎板との間に押し込むと共に、前記第1免震装置本体を前記構造物板と前記基礎板の間から押し出す工程と、前記固定部材で前記第2免震装置本体に固定された上取付板部材と前記構造物板、及び、前記第2免震装置本体に固定された下取付板部材と前記基礎板の少なくとも一方を固定する、ものである。 A seismic isolation device exchanging method according to claim 3 of the present invention includes a base plate fixed on a foundation, a structure plate fixed under the structure, and the base plate and the structure plate. A first seismic isolation device main body, an upper mounting plate member that is laminated and fixed to the upper end surface in the vertical direction of the first seismic isolation device main body, has an upper surface that supports the structure plate and is formed of a fluororesin, A lower mounting plate member that is laminated and fixed to a lower end surface in the vertical direction of the first seismic isolation device main body, has a lower surface that is supported on the base plate and formed of a fluororesin, the upper mounting plate member, and the structure plate; A seismic isolation device exchanging method for exchanging a seismic isolation device comprising: a fixing member that fixes and fixes at least one of the lower mounting plate member and the base plate ; a step of releasing the fixing by the fixing member, the basic plate and the structure plate Between the step of inserting a part of the second seismic isolation device main body, applying a horizontal force to the second seismic isolation device main body and pushing between the structure plate and the base plate, A step of extruding the first seismic isolation device main body from between the structure plate and the base plate, an upper mounting plate member fixed to the second seismic isolation device main body by the fixing member, the structure plate, and the second The lower mounting plate member fixed to the seismic isolation device main body and at least one of the foundation plates are fixed.
請求項3に係る免震装置交換方法は、請求項1に係る免震装置を用いるものであり、固定部材による固定を解除した後、免震装置本体へ水平方向の力を作用させて、構造物板と基礎板との間で免震装置本体をスライド移動させて取り外す。そして、他の免震装置の上取付板部材及び下取付板部材を構造物下に固定される構造物板と基礎上に固定される基礎板との間に配置し、固定部材で上取付板部材と構造物板、及び、下取付板部材と基礎板の少なくとも一方を固定する。
The seismic isolation device replacement method according to claim 3 uses the seismic isolation device according to
このように、免震装置本体に水平方向の力を作用させることにより、免震装置本体を構造物板及び基礎板と接触させつつ滑らせて、構造物板及び基礎板の間から取り外し、新たな免震装置本体を設置することができるので、構造物をジャッキアップすることなく、免震装置を容易に交換することができる。 In this way, by applying a horizontal force to the seismic isolation device main body, the seismic isolation device main body is slid while being in contact with the structure plate and the base plate, removed from between the structure plate and the base plate, and a new exemption is performed. Since the seismic device main body can be installed, the seismic isolation device can be easily replaced without jacking up the structure.
請求項4に係る免震装置交換方法は、前記第2免震装置本体への水平方向の力は、前記上取付板部材と前記下取付板部材とに治具を当接させて作用させること、を特徴とする。 In the seismic isolation device replacement method according to claim 4, the horizontal force applied to the second seismic isolation device main body is caused to act by bringing a jig into contact with the upper mounting plate member and the lower mounting plate member. It is characterized by.
このように、治具を用いることにより、免震装置本体へ直接接触する必要が無く、交換時における免震装置本体の損傷を防止することができる。 Thus, by using a jig, it is not necessary to directly contact the seismic isolation device main body, and damage to the seismic isolation device main body at the time of replacement can be prevented.
以上説明したように本発明によれば、免震装置を容易に交換することができる。 As described above, according to the present invention, the seismic isolation device can be easily replaced.
以下、本発明の実施形態に係る免震装置10、及び、免震装置10の交換方法について図面を参照して説明する。
Hereinafter, a
図1には、本実施形態に係る免震装置10が示されている。免震装置10は、基礎30と構造物32の間に配置され、基礎30上に構造物32を支持している。基礎30の免震装置10が設置される位置には、基礎板24が固定されている。構造物32の下面の基礎板24に対応する位置には、構造物板22が固定されている。基礎板24及び構造物板22は、ステンレス鋼板で形成されている。基礎板24及び構造物板22の基礎30、構造物32へ取り付けられていない側の表面(基礎板24の上面、構造物板22の下面)は平坦状で、フッ素樹脂コーティングが施され、固定滑り層24TF、22TFが各々形成されている。
FIG. 1 shows a
フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等が挙げられる。本発明では、特にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が摩擦係数を小さくできる点で好ましい。 Examples of fluororesins include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and ethylene / tetrafluoroethylene copolymer. Examples include coalescence (ETFE) and polyvinylidene fluoride (PVDF). In the present invention, polytetrafluoroethylene (PTFE) is particularly preferable in that the friction coefficient can be reduced.
免震装置10は、免震装置本体12、上取付板部材14、下取付板部材18、構造物板20、及び、基礎板24を備えている。免震装置本体12は、複数枚の円板状の金属板12Aと、複数枚の円板状のゴム12Bとを厚み方向(矢印B方向)に交互に積層された円柱状の積層体とされている。金属板12Aとゴム12Bとは、加硫接着により強固に一体化されている。このように、ゴム12Bだけでなく、金属板12Aを使用してこれらを交互に積層したことで、鉛直方向(矢印B方向)の荷重に対しては所定の剛性を有し、水平方向(矢印E方向)の荷重に対してはばね機能を発揮すると共に所定の変形量を確保することが可能になっている。
The
金属板12Aの外径は、免震装置本体12の外径よりも小さくされており、金属板12Aの外縁には、円筒状に被覆ゴム13が配置されている。この被覆ゴム13によって金属板12Aが覆われており、金属板12Aが外部へ露出せず劣化が防止されている。
The outer diameter of the
免震装置本体12の厚み方向Bの上端には、上取付板部材14が固着されている。免震装置本体12の厚み方向Bの下端には、下取付板部材18が固着されている。上取付板部材14及び下取付板部材18は、肉厚の円板状の鋼板で構成され、外径が免震装置本体12よりも大径である。免震装置本体12は、上取付板部材14及び下取付板部材18の中央に配置されている。上取付板部材14及び下取付板部材18には、外周に沿って複数の取付孔Hが形成されている。上取付板部材14の上面には、フッ素樹脂コーティングが施され、取付滑り層14TFが形成されている。また、下取付板部材18の下面にも、フッ素樹脂コーティングが施され、取付滑り層18TFが形成されている。
An upper
免震装置本体12は、基礎板24と構造物板22の間に配置されており、基礎板24上の固定滑り層24TFに下取付板部材18の取付滑り層18TFが接触配置されている。また、構造物板22の下の固定滑り面22TFに上取付板部材14の取付滑り層14TFが接触配置されている。下取付板部材18は、固定部材としてのボルトBTが取付孔Hを介して構造物板22の締結部22Nにねじ込まれ、構造物板22へ固定されている。上取付板部材14も、固定部材としてのボルトBTが取付孔Hを介して基礎板24の締結部24Nにねじ込まれ、基礎板24へ固定されている。基礎板24の固定滑り層24TFと下取付板部材18の取付滑り層18TFとの間の摩擦係数は0.1以下とされ、構造物板22の固定滑り層22TFと上取付板部材14の取付滑り層14TFとの間の摩擦係数も0.1以下とされている。
The seismic isolation device
免震装置本体12は、構造物32からの荷重を受けており、僅かに圧縮変形して非荷重状態よりも鉛直方向の長さが短くなっている。この状態で、基礎30と構造物32とが水平方向に相対移動すると、この相対移動の振動エネルギーが、免震装置本体12のせん断変形によって一部吸収されるようになっている。
The seismic isolation device
次に、免震装置10の交換について説明する。免震装置10の交換は、免震装置本体12を上取付板部材14及び下取付板部材18と共に取り替えることにより行う。
Next, replacement of the
まず、交換用の免震装置本体12Nは、図2−1(A)に示すように、治具40を用いて鉛直方向Bに圧縮し、鉛直方向Bの長さを構造物板22と基礎板24の間に挿入可能な長さに縮める。治具40は、下取付板部材18及び上取付板部材14を外側から挟み込む一対の挟持部40Aと一対の挟持部40Aを連結すると共に伸縮可能な伸縮部40Bを備えたもので構成することができる。本実施形態では、2個の治具40を免震装置本体12の対向位置に各々配置して圧縮している。なお、免震装置本体12Nの圧縮は、挿入する側のみの圧縮でもよい。次に、図2−1(B)に示すように、設置状態の免震装置10のボルトBTを取り外して、下取付板部材18の構造物板22への固定を解除すると共に、上取付板部材14の基礎板24への固定を解除する。そして、図2−1(C)に示すように、圧縮状態の免震装置本体12Nを、免震装置本体12の移動方向と逆側から構造物板22と基礎板24の間に一部挿入し、治具40を取り外して構造物32を支持する。次に、図2−2(D)−1、2に示すように、水平ジャッキ42を用いて、免震装置本体12Nに水平方向の力Fを作用させる。このとき、水平ジャッキ42は、免震装置本体12に直接当接させず、上取付板部材14、下取付板部材18に各々当接させるための治具42Aを用いる。治具42Aは、図2−2(D)−2に示されるように、上取付板部材14、下取付板部材18の周面に沿った弧状の当接面42Bを有し、当接面42Bで免震装置本体12を押して力Fを作用させる。このようにして、上取付板部材14、下取付板部材18と共に免震装置本体12Nを押し込むと共に、免震装置本体12を構造物板22と基礎板24の間から押し出す。そして、免震装置本体12Nを基礎板24と構造物板22の間の所定位置へ配置し、図2−2(E)に示すように、ボルトBTで基礎板24及び構造物板22と固定する。
First, as shown in FIG. 2A, the replacement seismic isolation device
本実施形態の免震装置10は、基礎板24と下取付板部材18との間の摩擦係数は0.1以下とされ、構造物板22と上取付板部材14との間の摩擦係数も0.1以下とされている。例えば、1個の免震装置10において、構造物32からの荷重が13N/mm2、免震装置本体12の直径が800mmとすると、市販されている最大荷重1000kN(
100tonf)程度の水平ジャッキ42で容易に移動させることができる。したがって、免震装置本体12を構造物板22及び基礎板24と接触させつつ滑らせて、容易に取り外すことができる。これにより、構造物32をジャッキアップすることなく、免震装置10を容易に交換することができる。
In the
It can be easily moved by a
また、上記では、治具42Aを免震装置本体12Nに直接接触させず、上取付板部材14及び下取付板部材18に治具42Aを接触させて免震装置本体12Nへ水平方向の力Fを作用させているので、交換時における免震装置本体12Nの損傷を防止することができる。
In the above description, the
なお、本実施形態では、基礎板24、下取付板部材18、構造物板22、及び上取付板部材14にフッ素樹脂コーティングを行ったが、基礎板24、構造物板22については、他の材料としてもよい。また、本実施形態では、フッ素樹脂コーティングを行ったが、フッ素樹脂コーティングに変えてフッ素樹脂材料を用いた板材を該当面に取り付けてもよいし、基礎板24、下取付板部材18、構造物板22、及び上取付板部材14のすべての部材もしくは一部の部材をフッ素樹脂材料で構成してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、構造物板22と上取付板部材14との間の摩擦係数、及び、基礎板24と下取付板部材18との間の摩擦係数を0.1以下としたが、必ずしも0.1以下でなくても良く、通常の摩擦係数0.3以下であればよい。
In the present embodiment, the friction coefficient between the
また、本実施形態では、免震装置本体として金属板12Aとゴム12Bとが交互に積層された積層体を用いたが、ゴム単体で構成されているものであっても、その他の構成のものであってもよい。
In the present embodiment, the laminated body in which the
また、本実施形態では、上取付板部材14及び下取付板部材18が、各々、基礎板24及び構造物板22へ固定されているが、本発明は、図3に示すように、上取付板部材14または下取付板部材18のいずれか一方に代えて(図3では下取付板部材18)、滑り板19を免震装置本体12に固着し、すべり支承11としたものに適用してもよい。
In this embodiment, the upper mounting
また、本発明は、1つの構造物を支持するための複数の免震装置のすべてに適用してもよいし、一部の免震装置のみに適用してもよい。例えば、免震装置の性能を定期点検するために、1つの免震装置のみに適用し、当該免震装置の免震装置本体を取り出し、取り出した免震装置本体で性能の点検を行うようにしてもよい。 Further, the present invention may be applied to all of a plurality of seismic isolation devices for supporting one structure, or may be applied to only some seismic isolation devices. For example, in order to periodically check the performance of a seismic isolation device, apply it to only one seismic isolation device, take out the seismic isolation device body of the seismic isolation device, and check the performance with the removed seismic isolation device body. May be.
10 免震装置
12 免震装置本体
14 上取付板部材
14TF 取付滑り層(下面)
18 下取付板部材
18TF 取付滑り層(上面)
22 構造物板(構造物)
24 基礎板(基礎)
30 基礎
32 構造物
BT ボルト(固定部材)
10
18 Lower mounting plate member 18TF Mounting sliding layer (upper surface)
22 Structure board (structure)
24 Foundation board (foundation)
30
Claims (4)
構造物下に固定され、平坦状とされた下面にフッ素樹脂コーティングが施されて固定滑り層が形成された構造物板と、
前記基礎板と前記構造物板との間に配置される免震装置本体と、
前記免震装置本体の鉛直方向上端面に積層固定され、前記構造物板を支持しフッ素樹脂で形成された上面を有する上取付板部材と、
前記免震装置本体の鉛直方向下端面に積層固定され、前記基礎板上に支持されフッ素樹脂で形成された下面を有する下取付板部材と、
前記上取付板部材と前記構造物板、及び、前記下取付板部材と前記基礎板の少なくとも一方を固定すると共に、固定解除可能とする固定部材と、
を備えた免震装置。 A base plate fixed on the foundation and having a fixed sliding layer formed by applying a fluororesin coating on the flat upper surface ;
A structure board fixed under the structure and having a flat sliding surface with a fluororesin coating and a fixed sliding layer formed thereon ;
A seismic isolation device body disposed between the foundation plate and the structure plate;
An upper mounting plate member that is laminated and fixed to the upper end surface in the vertical direction of the seismic isolation device main body, has an upper surface that supports the structure plate and is formed of a fluororesin,
A lower mounting plate member having a lower surface that is laminated and fixed to the lower end surface in the vertical direction of the seismic isolation device main body and supported on the base plate and formed of a fluororesin;
While fixing at least one of the upper mounting plate member and the structure plate, and the lower mounting plate member and the base plate, a fixing member capable of releasing the fixing,
Seismic isolation device with
前記免震装置の固定部材による固定を解除する工程と、
前記構造物板と前記基礎板との間に、第2免震装置本体を一部挿入する工程と、
前記第2免震装置本体へ水平方向の力を作用させて前記構造物板と前記基礎板との間に押し込むと共に、前記第1免震装置本体を前記構造物板と前記基礎板の間から押し出す工程と、
前記固定部材で前記第2免震装置本体に固定された上取付板部材と前記構造物板、及び、前記第2免震装置本体に固定された下取付板部材と前記基礎板の少なくとも一方を固定する、
免震装置交換方法。 A base plate fixed on the foundation, a structure plate fixed below the structure, a first seismic isolation device body disposed between the base plate and the structure plate, and the first seismic isolation An upper mounting plate member that is laminated and fixed to the vertical upper end surface of the apparatus main body, has an upper surface that supports the structure plate and is formed of a fluororesin, and is laminated and fixed to the lower vertical end surface of the first seismic isolation apparatus main body. A lower mounting plate member supported on the base plate and having a lower surface formed of a fluororesin, the upper mounting plate member and the structure plate, and at least one of the lower mounting plate member and the base plate fixed And a seismic isolation device exchanging method for exchanging the seismic isolation device provided with a fixing member capable of releasing the fixing ,
Releasing the fixing by the fixing member of the seismic isolation device ;
Inserting a part of the second seismic isolation device main body between the structure plate and the base plate;
A step of applying a horizontal force to the second seismic isolation device main body to push between the structure plate and the base plate, and pushing the first seismic isolation device main body from between the structure plate and the base plate. When,
At least one of the upper mounting plate member and the structural plate fixed to the second seismic isolation device main body by the fixing member, and the lower mounting plate member and the base plate fixed to the second seismic isolation device main body. To fix,
Seismic isolation device replacement method.
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