JP6177972B1 - 構造物用全方向三面スライド支承装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】構造が簡単で部品点数が少なく組み立て設置が容易で地震時の全方向の水平変位に対応可能で摩擦力による地震エネルギーの減衰効果の大きい構造物用全方向三面スライド支承装置の提供。【解決手段】上部構造側又は下部構造側に固定される大径円板と小径円板が連結円柱により連結された第一部材と、第一部材の大径円板と小径円板との間で上面が大径円板の下面と第１スライド部を構成し下面が小径円板の上面と第２スライド部を構成し外周に小径円板の下まで伸びる第１変位伝達部を形成した複数の扇形状のスライド部材と、スライド部材の外周にあるリング状弾性部材と、上部構造側又は下部構造側の他方に固定され上面が小径円板の下面と第３スライド部を構成し外周部が第２の変位伝達部を構成する第二部材と、を備え、地震時の全方向の水平変位に対して第１、第２、第３スライド部のスライドによる摩擦抵抗で地震エネルギーを減衰する。【選択図】図５
Description
本発明は、建築物、橋梁等の構造物の上部構造と下部構造との間に設置され、地震時の全方向の水平変位に対して三面のスライド面を介したスライドにより地震エネルギーを減衰する構造物用全方向三面スライド支承装置に関する。
構造物の免震又は制震支承装置として、上部構造と下部構造の間に上下一方の面をスライド面とした弾性支承を配置し、スライド面の摩擦力により地震時下部構造に作用する水平変位を低減して上部構造に伝達する構造物用両面スライド支承装置が提案されている。
しかしながら、従来のスライド支承装置は、全方向の水平変位に対応するものではなく、スライド面の摩擦力による地震エネルギーの減衰も十分ではないという問題を有していた。
本発明は、前記従来技術の持つ問題点を解決する、構造が簡単で部品点数が少なく組み立て設置が容易で地震時の全方向の水平変位に対応可能で摩擦力による地震エネルギーの減衰効果の大きい構造物用全方向三面スライド支承装置を提供することを目的とする。
本発明の構造物用全方向三面スライド支承装置は、前記課題を解決するために、上部構造側又は下部構造側の一方に固定される大径円板と小径円板が中央部で連結円柱により連結された第一部材と、前記第一部材の大径円板と小径円板との間に配置され上面が大径円板の下面と第１スライド部を構成し下面が小径円板の上面と第２スライド部を構成し外周に小径円板の下まで伸びる第１変位伝達部を形成した中立位置で外周が円形を形成する複数の扇形状のスライド部材と、スライド部材の外周に配置される復元性を有するリング状弾性部材と、上部構造側又は下部構造側の他方に固定され前記第一部材の小径円板より小径な円柱状で上面が小径円板の下面と第３スライド部を構成し外周部が第２の変位伝達部を構成する第二部材と、を備え、地震時の上部構造と下部構造間の相対的全方向の水平変位に対してスライド部材の外周に配置したリング状弾性部材によりスライド抵抗を付加された第１スライド部、第２スライド部のスライド及び第３スライド部のスライドによる摩擦抵抗により地震エネルギーを効率良く減衰することを特徴とする。
また、本発明の構造物用全方向三面スライド支承装置は、リング状弾性部材の弾性力を複数のスライド部材が地震時の大きな変位により所定以上スライドしない変位制限機能を有するように設定することを特徴とする。
上部構造側又は下部構造側の一方に固定される大径円板と小径円板が中央部で連結円柱により連結された第一部材と、前記第一部材の大径円板と小径円板との間に配置され上面が大径円板の下面と第１スライド部を構成し下面が小径円板の上面と第２スライド部を構成し外周に小径円板の下まで伸びる第１変位伝達部を形成した中立位置で外周が円形を形成する複数の扇形状のスライド部材と、スライド部材の外周に配置される復元性を有するリング状弾性部材と、上部構造側又は下部構造側の他方に固定され前記第一部材の小径円板より小径な円柱状で上面が小径円板の下面と第３スライド部を構成し外周部が第２の変位伝達部を構成する第二部材と、を備え、地震時の上部構造と下部構造間の相対的全方向の水平変位に対してスライド部材の外周に配置したリング状弾性部材によりスライド抵抗を付加された第１スライド部、第２スライド部のスライド及び第３スライド部のスライドによる摩擦抵抗により地震エネルギーを効率良く減衰することで、スライド部材の第1スライド部、第２スライド部を介したスライドと第３スライド部を介したスライドにより効率良く地震エネルギーを減衰することが可能となる。
リング状弾性部材の弾性力を複数のスライド部材が地震時の大きな変位により所定以上スライドしない変位制限機能を有するように設定することで、スライド部材にスライド抵抗を付加すると共に、スライド部材の変位制限機能を発揮することが可能となる。
リング状弾性部材の弾性力を複数のスライド部材が地震時の大きな変位により所定以上スライドしない変位制限機能を有するように設定することで、スライド部材にスライド抵抗を付加すると共に、スライド部材の変位制限機能を発揮することが可能となる。
本発明の実施形態を図により説明する。図１（ａ）（ｂ）は、本発明の構造物用全方向三面スライド支承装置１を構成する第一部材２の上面図と側面図である。
第一部材２は、平行に配置された大径円板３と小径円板４が中央部で連結円柱５により連結されている。第一部材２の大径円板３は、上部構造側又は下部構造側の一方に固定される。
図２（ａ）は、第一部材２の大径円板３と小径円板４との間に配置されるスライド部材６の上面図であり、図２（ｂ）は、一つのスライド部材６の側面図である。スライド部材６は、内周面が連結円柱５と面接触する円弧で外周面も円弧の扇形状をしており、中立位置で複数のスライド部材６の外周が円形を形成するように配置される。図では、スライド部材６は円形を６分割した実施形態を示しているが、スライド部材の分割数は６分割に限定されるものではない。
スライド部材６の上面は大径円板３の下面と第１スライド部Ａを構成し、スライド部材６の下面は小径円板４の上面と第２スライド部Ｂを構成する。スライド部材６の厚みは大径円板３の下面と小径円板４の上面間の距離とほぼ同じにする。
スライド部材６の外周には、スライド部材６が大径円板３と小径円板４との間に配置された状態で小径円板４の下面より下に伸びる第１変位伝達部７が形成される。
図３は、複数の扇形状のスライド部材６を第一部材２の大径円板３と小径円板４の間に配置した後、複数のスライド部材６の外周に密着して配置される復元性のあるリング状弾性部材８の上面図である。リング状弾性部材８は、ゴム等の復元性を有する弾性材料で形成される。リング状弾性部材８は、中立位置で外周が円形となる複数の扇形状のスライド部材６の第１変位伝達部７の外周まで覆うように配置される。リング状弾性部材８の内径は、中立位置で外周が円形となる複数の扇形状のスライド部材６の外径より若干小さくし、リング状弾性部材８と複数の扇形状のスライド部材６の外周が密着するように配置する。
リング状弾性部材８は、地震時の変位に対するスライド部材６にスライド抵抗を付加する機能を有する。また、リング状弾性部材の弾性力を複数のスライド部材が地震時の大きな変位により所定以上スライドしない変位制限機能を有するように設定する。
図４（ａ）（ｂ）は、上部構造側又は下部構造側の他方に固定される第二部材９の上面図と側面図である。第二部材９はベース部１０上に外径が第一部材２の小径円板４の外径より小さい円柱部１１が形成される。円柱部１１の上面と小径円板４の下面が第３スライド部Ｃを構成する。円柱部１１の外周面が第２変位伝達部１２を構成する。
図５（ａ）（ｂ）は、第一部材２、スライド部材６、リング状弾性部材８、第二部材９を組み立てた中立位置の状態を示す上面図と縦切断面図である。スライド部材６の上面と大径円板３の下面で第１スライド部Ａが構成され、スライド部材６の下面と小径円板４の上面で第２スライド部Ｂが構成され、円柱部１１の上面と小径円板４の下面で第３スライド部Ｃが構成され、三面スライドの支承となる。
第二部材９の円柱部１１の外径は小径円板４の外径よりも小さく設定されているため上部構造と下部構造の相対的全方向の水平変位に対応可能となっている。中立位置で第一部材側のスライド部材の第１変位伝達部７と第二部材９の円柱部１１の第２変位伝達部１２間にはＬの間隔がある。この間隔Ｌは、地震時の初期の急激な大きい変位に対して、第１変位伝達部７と第２変位伝達部１２との衝突まで一定の時間を要し衝突による衝撃力をある程度緩和し、衝撃力によりスライド支承の破損を防止する。衝突による衝撃力の緩和はスライド部材６の外周に配置したリング状弾性部材８の弾性力にも依存する。
図６（ａ）（ｂ）は、地震時の変位により第一部材２と第二部材９が矢印方向に移動し、第二部材９の第２変位伝達部１２とスライド部材６の第１変位伝達部７が係合した状態を示す図である。この段階では、第３スライド部Ｃの摩擦力のみで地震エネルギーを減衰する。前記のように、中立位置での第一部材側のスライド部材の第１変位伝達部７と第二部材９の円柱部１１の第２変位伝達部１２間の間隔Ｌが、地震時の初期の急激な大きい変位に対して、第１変位伝達部７と第２変位伝達部１２との衝突まで一定の時間を要し衝突による衝撃力をある程度緩和し、衝撃力によりスライド支承の破損を防止する。
図７（ａ）（ｂ）は、地震時の変位により複数のスライド部材６の一部がリング状弾性部材８の弾性力に抗して第１スライド部Ａ，第２スライド部Ｂを介してスライドした状態を示す図である。スライド部材６の第１スライド部Ａ，第２スライド部Ｂを介したスライドは、リング状弾性部材８の弾性力によるスライド抵抗と摩擦力により効率良く地震エネルギーを減衰することが可能となる。
リング状弾性部材８の弾性力は、スライド部材６にスライド抵抗を付加する機能と、複数のスライド部材が地震時の大きな変位により所定以上スライドしない変位制限機能を有するように設定する。
以上のように、本発明の構造物用全方向スライド支承装置によれば、部品点数が少なく組み立てが容易で、リング状弾性部材によりスライド抵抗を付加されたスライド部材の第1スライド部、第２スライド部を介したスライドと第３スライド部を介したスライドにより効率良く地震エネルギーを減衰することが可能となる。
１：構造物用全方向三面スライド支承装置、２：第一部材、３：大径円板、４：小径円板、５：連結円柱、６：スライド部材、７：第１変位伝達部、８：リング状弾性部材、９：第二部材、１０：ベース部、１１：円柱部、１２：第２変位伝達部
Claims (2)
- 上部構造側又は下部構造側の一方に固定される大径円板と小径円板が中央部で連結円柱により連結された第一部材と、
前記第一部材の大径円板と小径円板との間に配置され上面が大径円板の下面と第１スライド部を構成し下面が小径円板の上面と第２スライド部を構成し外周に小径円板の下まで伸びる第１変位伝達部を形成した中立位置で外周が円形を形成する複数の扇形状のスライド部材と、
スライド部材の外周に配置される復元性を有するリング状弾性部材と、
上部構造側又は下部構造側の他方に固定され前記第一部材の小径円板より小径な円柱状で上面が小径円板の下面と第３スライド部を構成し外周部が第２の変位伝達部を構成する第二部材と、
を備え、
地震時の上部構造と下部構造間の相対的全方向の水平変位に対してスライド部材の外周に配置したリング状弾性部材によりスライド抵抗を付加された第１スライド部、第２スライド部のスライド及び第３スライド部のスライドによる摩擦抵抗により地震エネルギーを効率良く減衰することを特徴とする構造物用全方向三面スライド支承装置。 - リング状弾性部材の弾性力を複数のスライド部材が地震時の大きな変位により所定以上スライドしない変位制限機能を有するように設定することを特徴とする請求項１に記載の構造物用全方向三面スライド支承装置。
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