JP6338563B2 - Tower structure - Google Patents
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Description
本発明は、地盤から鉛直方向に延びる煙突の筒身などの第一構造体と、第一構造体の周囲の少なくとも一部に配置され地盤に接続されて第一構造体を支持する鉄塔などの第二構造体と、を備える塔状構造物に関するものである。 The present invention includes a first structure such as a chimney cylinder extending in the vertical direction from the ground, a steel tower that is disposed at least partially around the first structure and is connected to the ground to support the first structure. And a second structural body.
従来、例えば、特許文献1に示される免震型鉄塔は、複数の脚部を有した鉄塔の各脚部と、鉄塔を支持する建屋などの下部構造との間に免震装置がそれぞれ介装されている。 Conventionally, for example, in a seismic isolation type tower shown in Patent Document 1, a seismic isolation device is interposed between each leg of a tower having a plurality of legs and a lower structure such as a building that supports the tower. Has been.
また、例えば、特許文献2に示される鉄塔用免震装置は、鉄塔の複数の脚と、鉄塔が立設されたビルなどの下部構造体との間に装備される免震装置である。
Moreover, for example, the seismic isolation device for a steel tower shown in
また、例えば、特許文献3に示される内部煙筒吊支え式煙突は、外側支持構造体に免震部材を介装した荷重支持手段により内部煙筒の上部を吊支え式に支持すると共に、該内部煙筒の下部外周面を外側支持構造体の側面支持手段により上下方向に沿ってスライド可能に支持し、荷重支持手段と側面支持手段とによる各支持位置の間における内部煙筒の側面を少なくとも水平方向の振動エネルギを吸収する減衰器を介して外側支持構造体に接続している。
Further, for example, an internal smoke cylinder suspension support type chimney disclosed in
上述した特許文献1,2は、鉄塔により筒身を支持する塔状構造物ではなく、鉄塔が建屋やビルなどの下部構造の屋上に設置されたもので、鉄塔の脚と下部構造との間に免震装置を設けている。
また、上述した特許文献3は、鉄塔により筒身を支持する塔状構造物であるが、筒身の下端が固定されておらず排煙ダクトが接続されており、筒身の上端部および側部を鉄塔に対して制震構造により支持している。
In addition,
ところで、地盤から鉛直方向に延びる筒身などの第一構造体は、下端が地盤に接続されて上端が自由であるため、地震などの振動により大きな揺れを伴う。このため、第一構造体と、第一構造体の周囲の少なくとも一部に配置され地盤に接続されて第一構造体を支持する鉄塔などの第二構造体と、を備える塔状構造物が一般に知られている。 By the way, the first structure such as a cylinder extending vertically from the ground is greatly shaken by vibration such as an earthquake because the lower end is connected to the ground and the upper end is free. For this reason, a tower-like structure provided with a first structure and a second structure such as a steel tower that is arranged at least partially around the first structure and is connected to the ground and supports the first structure. Generally known.
近年、このような塔状構造物に対し、設計地震外力が大きく設定されている。この場合、一般に知られている塔状構造物において、第一構造体である筒身の壁厚を厚くしたり、第二構造体である鉄塔の脚や梁を太くしたりして強度を増すと、主要部材が増加するため製造コストが増大化する問題がある。 In recent years, a design earthquake external force has been set large for such a tower-like structure. In this case, in a generally known tower-like structure, the wall thickness of the cylindrical body as the first structure is increased, or the legs and beams of the steel tower as the second structure are increased to increase the strength. And there is a problem that the manufacturing cost increases because the number of main members increases.
そこで、上記塔状構造物に対し、例えば、特許文献1,2に示すような免震装置を、地盤と煙突筒身の下端との間、および地盤と鉄塔の下端との間に設けた場合、煙突筒身全体が地盤に対して水平方向に相対変位するため、煙突筒身と煙突筒身に接続される排煙ダクトとの接続部分や、排煙ダクト自体に、煙突筒身の相対変位を吸収するエキスパンションジョイントが必要になる。
Therefore, for the above tower-like structure, for example, a seismic isolation device as shown in
また、上記塔状構造物に対し、例えば、特許文献3に示すような制震構造を、煙突筒身と鉄塔との間に適用した場合、地震外力を吸収することができるが、大きく設定された設計地震外力を吸収することは難しい。
Further, for example, when a damping structure as shown in
本発明は、上述した課題を解決するものであり、地盤から鉛直方向に延びる煙突筒身などの第一構造体と、第一構造体の周囲の少なくとも一部に配置され地盤に接続されて第一構造体を支持する鉄塔などの第二構造体と、を備える塔状構造物であって、大きな地震外力を吸収することのできる塔状構造物を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problem, and is arranged in a first structure body such as a chimney cylinder extending vertically from the ground and at least part of the periphery of the first structure and connected to the ground. An object of the present invention is to provide a tower-like structure including a second structure such as a steel tower that supports one structure, which can absorb a large earthquake external force.
上述の目的を達成するために、本発明の塔状構造物は、鉛直方向に延びる第一構造体と、前記第一構造体の周囲の少なくとも一部に配置されて前記第一構造体を支持する第二構造体と、前記第一構造体の下端を地盤に連結する第一基礎部と、前記第二構造体の下端を地盤に連結する第二基礎部と、前記第二構造体と前記第二基礎部との連結間に設けられた免震装置と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the tower-like structure of the present invention is configured to support the first structure by being arranged at least in a part around the first structure extending in the vertical direction and the first structure. A second base that connects the lower end of the first structure to the ground, a second base that connects the lower end of the second structure to the ground, the second structure, and the A seismic isolation device provided between the second base portion and the second base portion.
この塔状構造物によれば、第一構造体に対する地震外力による水平変位を第二構造体を介して免震装置により吸収することで、大きく設計された地震外力であっても第二構造体側で吸収することができる。しかも、第一構造体は下端のみ第一基礎部に固定されているため元より固有振動が比較的長周期であり、免震装置により第二構造体に対する地震外力による水平変位を許容することで、元の第一構造体の固有振動の抑制を緩和して固有振動の長周期化を図る。すなわち、耐震設計におけるレベル2規模の地震動よりもさらに大きなレベル3規模の地震動に対し、免震装置による長周期化対策によって地震応答を低減する。この結果、第一構造体や第二構造体を構成する主要部材を減少することができ、製造コストを低減することができる。また、従来、構造物全体(第一構造体+第二構造体)に対して免震を行うことに対し、本発明の塔状構造物は、第二構造体のみを免震することにより、同等の免震効果を得ることができ、かつ第一構造物に配管などが接続される場合に従来では必要とされるエキスパンションジョイントを必要としない。
According to this tower-like structure, the horizontal displacement due to the seismic external force with respect to the first structure is absorbed by the seismic isolation device via the second structure, so even if the seismic external force is greatly designed, the second structure side Can be absorbed. In addition, since the first structure is fixed to the first foundation only at the lower end, the natural vibrations are relatively long from the beginning, and the seismic isolation device allows horizontal displacement due to external forces on the second structure. The suppression of the natural vibration of the original first structure is eased to make the natural vibration longer. In other words, the seismic response is reduced by a countermeasure for extending the period with the seismic isolation device for the
また、本発明の塔状構造物では、前記第二基礎部は、前記第二構造体の下端が固定された基礎躯体と、前記地盤に固定された基礎本体と、を含み、前記免震装置は、前記基礎躯体と前記基礎本体との間に設けられることを特徴とする。 Further, in the tower-like structure of the present invention, the second foundation part includes a foundation frame in which a lower end of the second structure is fixed, and a foundation body fixed to the ground, and the seismic isolation device Is provided between the foundation housing and the foundation body.
この塔状構造物によれば、地震外力による水平変位が第二構造体に生じた場合、当該第二構造体には鉛直方向上方への引き抜き力が加わるが、この引き抜き力は第二構造体の下端が固定された基礎躯体により抑えることができる。しかも、地震外力による水平変位は、基礎躯体と基礎本体との間に設けられた免震装置により吸収することができる。 According to this tower-like structure, when a horizontal displacement due to an earthquake external force occurs in the second structure, a pulling force is applied to the second structure in the vertical direction. It can be suppressed by the foundation frame to which the lower end of is fixed. Moreover, the horizontal displacement due to the seismic external force can be absorbed by the seismic isolation device provided between the foundation frame and the foundation body.
また、本発明の塔状構造物では、前記免震装置は、前記第二基礎部に対して前記第二構造体を水平方向に移動可能に支持する移動機構と、前記第二基礎部と前記第二構造体との間に復元力を作用させる復元力機構と、前記第二基礎部と前記第二構造体との間に減衰力を作用させる減衰力機構と、を含むことを特徴とする。 In the tower-like structure of the present invention, the seismic isolation device supports the second structure so that the second structure can be moved in the horizontal direction with respect to the second foundation, the second foundation, and the A restoring force mechanism for applying a restoring force between the second structure and a damping force mechanism for applying a damping force between the second base portion and the second structure. .
この塔状構造物によれば、第一構造体に対して地震外力による水平変位を吸収する効果を顕著に得ることができる。 According to this tower-like structure, the effect of absorbing the horizontal displacement due to the earthquake external force can be remarkably obtained with respect to the first structure.
また、本発明の塔状構造物では、前記免震装置は、前記第二基礎部に対して前記第二構造体を水平方向に移動可能に支持し、かつ前記第二基礎部と前記第二構造体との間に復元力を作用させる支承と、前記第二基礎部と前記第二構造体との間に減衰力を作用させる減衰力機構と、を含むことを特徴とする。 In the tower-like structure of the present invention, the seismic isolation device supports the second structure so as to be movable in the horizontal direction with respect to the second base portion, and the second base portion and the second base portion. It includes a bearing for applying a restoring force between the structure and a damping force mechanism for applying a damping force between the second base portion and the second structure.
この塔状構造物によれば、支承により第二基礎部に対して第二構造体を水平方向に移動可能に支持する機能と、第二基礎部と第二構造体との間に復元力を作用させる機能とを兼ねることができ、免震装置の小型化を図ることができ、かつ免震装置の設置範囲を縮小することができる。 According to this tower-like structure, the function of supporting the second structure so as to be movable in the horizontal direction with respect to the second foundation by support and the restoring force between the second foundation and the second structure are provided. The seismic isolation device can be downsized and the installation range of the seismic isolation device can be reduced.
また、本発明の塔状構造物では、前記免震装置は、前記第二基礎部に対して前記第二構造体を水平方向に移動可能に支持し、かつ前記第二基礎部と前記第二構造体との間に復元力を作用させつつ、前記第二基礎部と前記第二構造体との間に減衰力を作用させる減衰ゴム支承を含むことを特徴とする。 In the tower-like structure of the present invention, the seismic isolation device supports the second structure so as to be movable in the horizontal direction with respect to the second base portion, and the second base portion and the second base portion. A damping rubber bearing is provided that applies a damping force between the second base portion and the second structure while applying a restoring force to the structure.
この塔状構造物によれば、減衰ゴム支承により第二基礎部に対して第二構造体を水平方向に移動可能に支持する機能と、第二基礎部と第二構造体との間に復元力を作用させる機能と、第二基礎部と第二構造体との間に減衰力を作用させる機能とを兼ねることができ、免震装置の小型化を図ることができ、かつ免震装置の設置範囲を縮小することができる。 According to this tower-like structure, the function of supporting the second structure so as to be movable in the horizontal direction with respect to the second foundation by the damping rubber support, and the restoration between the second foundation and the second structure. The function of applying a force and the function of applying a damping force between the second foundation and the second structure can be achieved, and the seismic isolation device can be reduced in size, and The installation range can be reduced.
また、本発明の塔状構造物では、前記第一構造体と前記第二構造体との間に設けられた制震装置をさらに備えることを特徴とする。 Moreover, the tower-like structure according to the present invention further includes a vibration control device provided between the first structure and the second structure.
この塔状構造物によれば、上述した効果に加えて第一構造体の過大な振動を抑制することができる。 According to this tower-like structure, in addition to the effects described above, excessive vibration of the first structure can be suppressed.
本発明によれば、大きな地震外力を吸収することができる。 According to the present invention, a large earthquake external force can be absorbed.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施形態に係る塔状構造物の側面図である。図2は、本実施形態に係る塔状構造物の平面図である。 FIG. 1 is a side view of a tower-like structure according to this embodiment. FIG. 2 is a plan view of the tower-like structure according to the present embodiment.
図1において、本実施形態の塔状構造物1は、鉛直方向に延びる第一構造体2と、第一構造体2の周囲の少なくとも一部に配置されて第一構造体2を支持する第二構造体3と、を備えている。
In FIG. 1, a tower-like structure 1 of the present embodiment includes a
第一構造体2は、例えば筒身を含む。第二構造体3は、例えば鉄塔を含む。以下の説明において、第一構造体2を適宜、筒身2と称し、第二構造体3を適宜、鉄塔3と称する。なお、第一構造体2は、例えば柱状の構造体でもよいし、居住可能な塔状の構造体でもよい。
The
筒身2は、その下端が第一基礎部4に固定される。第一基礎部4は、筒身2の下端を地盤Gに連結するもので、コンクリートにより構成され地盤Gに打ち込まれた杭4aを含む。
The lower end of the
筒身2は、第一基礎部4から鉛直方向に立ち上がるように設けられる。筒身2は、鉛直方向に延びるように長い。筒身2は、例えば煙突筒身である。筒身2は、下端部に排煙ダクト5が接続され、当該排煙ダクト5から送られるガスを内部に通して上端部から排出する。なお、筒身2は、単数の部材でもよいし、複数の部材を含んでもよい。
The
鉄塔3は、その下端が第二基礎部6に固定される。第二基礎部6は、鉄塔3の下端を地盤Gに連結するもので、主にコンクリートにより構成され地盤Gに打ち込まれた杭6aを含む。第二基礎部6の詳細な構成については後述する。
The lower end of the
鉄塔3は、第二基礎部6から鉛直方向に立ち上がるように設けられる。鉄塔3は、筒身2の周囲に配置される。本実施形態において、鉄塔3は、トラスト構造を含む。鉄塔3は、筒身2に隣り合う複数の縦材3aと、縦材3a間に接続される横材3bと、縦材3aと横材3bとの少なくとも一方に接続される斜材3cとを含む。
The
縦材3aは、筒身2の周囲に複数配置される。縦材3aは、鉛直方向に延びるように長い。本実施形態において、縦材3aは、筒身2を中心として筒身2の周囲に4本配置される。縦材3aは、その下端が鉄塔3の下端となり第二基礎部6に固定される。縦材3aは、鋼管を含む。なお、縦材3aが、形鋼を含んでもよい。
A plurality of
横材3bは、水平方向において隣り合う縦材3aと縦材3aとを結ぶように配置される。横材3bは、水平方向と平行となるように配置される。水平方向において、横材3bは、筒身2を囲むように配置される。横材3bは、形鋼を含む。なお、横材3bが、鋼管を含んでもよい。また、横材3bは、鉛直方向に複数配置され、本実施形態において、鉛直方向に7つ(7段)配置される。
The
斜材3cは、縦材3aや横材3bに対して傾斜して配置される。斜材3cは、鉛直方向(上下方向)に隣り合う縦材3aと横材3bとを連結するように配置される。斜材3cは、他の斜材3cと縦材3aまたは横材3bとを連結するように配置される。斜材3cは、水平方向において隣り合う縦材3aと縦材3aとを結ぶように配置されてもよい。斜材3cは、鉛直方向(上下方向)に隣り合う横材3bと横材3bとを結ぶように配置されてもよい。斜材3cは、形鋼を含む。なお、斜材3cが、鋼管を含んでもよい。
The
このように構成された鉄塔3は、筒身2の側部の少なくとも一部に連結され、筒身2の水平方向への変位を抑えるように支持する。鉄塔3と筒身2との連結は、例えば、横材3bが設けられた水平方向において縦材3aや横材3bと筒身2の側部とを水平方向に延びる形鋼や鋼管により連結する。
The
上述した塔状構造物1において、第二構造体である鉄塔3と第二基礎部6との連結間に免震装置7が設けられる。
In the tower-like structure 1 described above, the
ここで、第二基礎部6は、図1および図2に示すように、基礎本体6Aと、基礎躯体6Bと、を含む。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the
基礎本体6Aは、コンクリートで構成されており、水平方向に配置された底盤6Aaと、底盤6Aaの周縁にて鉛直方向に立てて設けられた立壁6Abと、が一体に構成されている。本実施形態において、底盤6Aaは、筒身2を地盤Gに固定する第一基礎部4を囲むように中央が抜けた矩形状に形成される。そして、立壁6Abは、底盤6Aaの内側の全周縁および外側の全周縁に連続し鉛直上方に向けて設けられる。従って、基礎本体6Aは、底盤6Aaおよび立壁6Abにより、中央が抜けて周囲が上方に開放した箱状に形成される。そして、基礎本体6Aは、立壁6Abの上端である開放端が地盤Gの表面(地面)に向けて地盤Gに埋められ、底盤6Aaの下面に杭6aが設けられて地盤Gに固定される。
The
基礎躯体6Bは、コンクリートでブロック状に構成されており、基礎本体6Aの箱状の内部に配置される。基礎躯体6Bは、鉄塔3の各縦材3aに対応して複数設けられており、それぞれ縦材3aの下端が固定される。本実施形態では、縦材3aが筒身2を中心として筒身2の周囲に4本配置されているため、基礎躯体6Bは、第一基礎部4を中心として第一基礎部4の周囲で水平方向に4つ配置されている。また、基礎躯体6Bは、水平方向で隣り合う基礎躯体6Bと基礎躯体6Bとが連結材6Cで連結される。連結材6Cは、基礎本体6Aの箱状の内部において水平方向で第一基礎部4を囲むように配置される。連結材6Cは、形鋼や鋼管を含む。
The
免震装置7は、第二基礎部6における基礎本体6Aと各基礎躯体6Bとの間に設けられる。免震装置7は、基礎本体6Aに対して基礎躯体6B(鉄塔3)を水平方向に移動可能に支持する移動機構7Aと、基礎本体6Aと基礎躯体6B(鉄塔3)との間に復元力を作用させる復元力機構7Bと、基礎本体6Aと基礎躯体6B(鉄塔3)との間に減衰力を作用させる減衰力機構7Cと、を含む。
The
移動機構7Aは、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面とが対向する間に設けられており、基礎躯体6B(鉄塔3)の鉛直方向の荷重を受け、かつ基礎躯体6B(鉄塔3)を水平方向に移動可能に支持する。移動機構7Aは、例えば、図2に示すように、基礎本体6Aの底盤6Aaの上面に固定されて水平方向に長く延びる第一レール部材7Aaと、基礎躯体6Bの下面に固定されて水平方向で第一レール部材7Aaに直交して長く延びる第二レール部材7Abと、が相互の延在方向にスライド可能に設けられる、いわゆる、すべり支承が適用される。なお、移動機構7Aは、図2に示す以外の構成のすべり支承や転がり支承を含む。また、移動機構7Aは、基礎躯体6B側に生じる引き抜き力を基礎本体6A側で受けるように構成され、例えば、第一レール部材7Aaと第二レール部材7Abとが相互の鉛直方向への移動を規制されている。
The moving
復元力機構7Bは、基礎本体6Aと基礎躯体6B(鉄塔3)とを基準位置に戻す復元力を作用させる。復元力機構7Bは、例えば、図1および図2に示すように、基礎本体6Aの立壁6Abと基礎躯体6Bの側面とが対向する間を接続するバネ部材が適用される。このバネ部材は、各基礎躯体6Bに対応して設けられ、水平方向で直交する少なくとも2方向に弾性力(圧縮力または引張力)を生じるように配置されている。そして、バネ部材は、それぞれの弾性力(圧縮力または引張力)が釣り合って基礎本体6Aと基礎躯体6B(鉄塔3)との相対変位(移動機構7Aによる移動の変位)が静止した位置を基準位置とし、移動機構7Aによる変位が生じた場合、この変位を弾性力により基準位置に戻す復元力を作用させる。なお、バネ部材は、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面とが対向する間で、基礎本体6A側と基礎躯体6B側とに水平方向に対向して設けられた各固定部材6D(図3参照)の間を接続してもよい。
The restoring
減衰力機構7Cは、基礎本体6Aと基礎躯体6B(鉄塔3)との相対変位(移動機構7Aによる移動の変位)を減衰させる減衰力を作用させる。減衰力機構7Cは、例えば、図1および図2に示すように、基礎本体6Aの立壁6Abと基礎躯体6Bの側面とが対向する間を接続するダンパが適用される。図1および図2に示すダンパは、オイルダンパーや粘性ダンパが適用される。このダンパは、各基礎躯体6Bに対応して設けられ、水平方向で直交する少なくとも2方向に減衰力を生じるように配置されている。
The damping
図3および図5〜図7は、本実施形態に係る塔状構造物における免震装置の他の例の横断面拡大図である。図4は、本実施形態に係る塔状構造物における免震装置の他の例の平面視拡大図である。 3 and 5 to 7 are enlarged cross-sectional views of other examples of the seismic isolation device in the tower structure according to the present embodiment. FIG. 4 is an enlarged plan view of another example of the seismic isolation device in the tower structure according to the present embodiment.
図3〜図7は、免震装置7が基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面との間に配置された例を示している。
3-7 has shown the example by which the
図3〜図6に示す免震装置7は、支承7Dと、減衰力機構(ダンパ)7Cと、を含む。
The
図3および図5に示す支承7Dは、上述した移動機構7Aおよび復元力機構7Bを兼ねたもので、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面とが対向する間で、水平方向に設けたゴム板と鋼板とを交互に鉛直方向に積層した積層ゴム支承である。
The bearing 7D shown in FIGS. 3 and 5 also serves as the moving
図6に示す支承7Dは、上述した移動機構7Aおよび復元力機構7Bを兼ねたもので、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面とが対向する間で、鉛直方向に対向する各鋼板の凹状の曲面7Daの間に鋼球7Dbを挟み込んだ曲面式の球転がり支承である。
A bearing 7D shown in FIG. 6 serves as both the moving
支承7Dは、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面との間の複数箇所(図4では4箇所)に配置され、鉄塔3の荷重を均等に受けるように縦材3aの下端の直下位置を囲むように配置されていることが好ましい。
The
図3、図4、図6に示す減衰力機構(ダンパ)7Cは、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面とが対向する間で、基礎本体6A側と基礎躯体6B側とに水平方向に対向して設けられた各固定部材6Dの間を接続して設けられている。図3、図4、図6に示す減衰力機構(ダンパ)7Cは、オイルダンパーや粘性ダンパが適用される。このダンパは、水平方向で直交する少なくとも2方向に減衰力を生じるように配置されている。
The damping force mechanism (damper) 7C shown in FIGS. 3, 4, and 6 is horizontal to the
図5に示す減衰力機構(ダンパ)7Cは、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面とが対向する間で、基礎本体6A側と基礎躯体6B側とを予め湾曲された鋼棒を介在して接続して設けられた鋼棒ダンパである。また、図には明示しないが、減衰力機構(ダンパ)7Cは、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面とが対向する間で、基礎本体6A側と基礎躯体6B側とを予め湾曲された鉛柱を介在して接続して設けられた鉛ダンパであってもよい。これら鋼棒ダンパおよび鉛ダンパは、塑性変形により減衰力を生じる。鋼棒ダンパおよび鉛ダンパは、図6の曲面式の球転がり支承と併用することを含む。
The damping force mechanism (damper) 7C shown in FIG. 5 is a steel rod that is curved in advance on the
図7に示す免震装置7は、減衰ゴム支承7Eを含む。減衰ゴム支承7Eは、移動機構7A、復元力機構7Bおよび減衰力機構7Cを兼ねたもので、基礎本体6A側と基礎躯体6B側とを接続して設けられている。減衰ゴム支承7Eは、例えば、水平方向に設けたゴム板を鉛直方向に積層した積層ゴムに、鉛ダンパが挿入された構成がある。減衰ゴム支承7Eは、基礎本体6Aの底盤6Aaと基礎躯体6Bの下面との間の複数箇所(例えば、図4で示す支承7Dと同様に4箇所)に配置され、鉄塔3の荷重を均等に受けるように縦材3aの下端の直下位置を囲むように配置されていることが好ましい。
The
このように、本実施形態の塔状構造物1は、鉛直方向に延びる第一構造体としての筒身2と、筒身2の周囲の少なくとも一部に配置されて筒身2を支持する第二構造体としての鉄塔3と、筒身2の下端を地盤に連結する第一基礎部4と、鉄塔3の下端を地盤に連結する第二基礎部6と、鉄塔3と第二基礎部6との連結間に設けられた免震装置7と、を備える。
As described above, the tower-like structure 1 of the present embodiment is a
この塔状構造物1によれば、筒身2に対する地震外力による水平変位を鉄塔3を介して免震装置7により吸収することで、大きく設計された地震外力であっても鉄塔3側で吸収することができる。しかも、筒身2は下端のみ第一基礎部4に固定されているため元より固有振動が比較的長周期であり、免震装置7により鉄塔3に対する地震外力による水平変位を許容することで、元の筒身2の固有振動の抑制を緩和して固有振動の長周期化を図る。すなわち、耐震設計におけるレベル2規模の地震動よりもさらに大きなレベル3規模の地震動に対し、免震装置による長周期化対策によって地震応答を低減する。なお、免震装置7を設けずに第二基礎部6に鉄塔3の下端を固定すると、筒身2の固有振動が短周期化してしまう。この結果、筒身2や鉄塔3を構成する主要部材を減少することができる。具体的には、例えば、筒身2の壁厚を減肉化したり、鉄塔3の縦材3a、横材3b、斜材3cを細くしたりすることが可能になり、各基礎部4,6を小型化したり、製造コストを低減することができる。また、従来、構造物全体(筒身2+鉄塔3)に対して免震を行うことに対し、本発明の塔状構造物は、鉄塔3のみを免震することにより、同等の免震効果を得ることができ、かつ筒身2に配管などが接続される場合に従来では必要とされるエキスパンションジョイントを必要としない。
According to this tower-like structure 1, the horizontal displacement due to the seismic external force with respect to the
また、本実施形態の塔状構造物1では、第二基礎部6は、鉄塔3の下端が固定された基礎躯体6Bと、地盤Gに固定された基礎本体6Aと、を含み、免震装置7は、基礎躯体6Bと基礎本体6Aとの間に設けられることが好ましい。
Moreover, in the tower-like structure 1 of the present embodiment, the
この塔状構造物1によれば、地震外力による水平変位が鉄塔3に生じた場合、当該鉄塔3には鉛直方向上方への引き抜き力が加わるが、この引き抜き力は鉄塔3の下端が固定された基礎躯体6Bにより抑えることができる。しかも、地震外力による水平変位は、基礎躯体6Bと基礎本体6Aとの間に設けられた免震装置7により吸収することができる。
According to this tower-like structure 1, when a horizontal displacement due to an earthquake external force occurs in the
また、本実施形態の塔状構造物1では、免震装置7は、第二基礎部6に対して鉄塔3を水平方向に移動可能に支持する移動機構7Aと、第二基礎部6と鉄塔3との間に復元力を作用させる復元力機構7Bと、第二基礎部6と鉄塔3との間に減衰力を作用させる減衰力機構7Cと、を含むことが好ましい。
Moreover, in the tower-like structure 1 of this embodiment, the
この塔状構造物1によれば、筒身2に対して地震外力による水平変位を吸収する効果を顕著に得ることができる。
According to the tower-like structure 1, the effect of absorbing the horizontal displacement due to the earthquake external force with respect to the
また、本実施形態の塔状構造物1では、免震装置7は、第二基礎部6に対して鉄塔3を水平方向に移動可能に支持し、かつ第二基礎部6と鉄塔3との間に復元力を作用させる支承7Dと、第二基礎部6と鉄塔3との間に減衰力を作用させる減衰力機構7Cと、を含むことが好ましい。
Moreover, in the tower-like structure 1 of the present embodiment, the
この塔状構造物1によれば、支承7Dにより第二基礎部6に対して鉄塔3を水平方向に移動可能に支持する機能と、第二基礎部6と鉄塔3との間に復元力を作用させる機能とを兼ねることができ、免震装置7の小型化を図ることができ、かつ免震装置7の設置範囲を縮小することができる。
According to this tower-like structure 1, the function of supporting the
また、本実施形態の塔状構造物1では、免震装置7は、第二基礎部6に対し鉄塔3を水平方向に移動可能に支持し、かつ第二基礎部6と鉄塔3との間に復元力を作用させつつ、第二基礎部6と鉄塔3との間に減衰力を作用させる減衰ゴム支承7Eを含むことが好ましい。
Moreover, in the tower-like structure 1 of this embodiment, the
この塔状構造物1によれば、減衰ゴム支承7Eにより第二基礎部6に対して鉄塔3を水平方向に移動可能に支持する機能と、第二基礎部6と鉄塔3との間に復元力を作用させる機能と、第二基礎部6と鉄塔3との間に減衰力を作用させる機能とを兼ねることができ、免震装置7の小型化を図ることができ、かつ免震装置7の設置範囲を縮小することができる。
According to this tower-like structure 1, the function of supporting the
図8は、本実施形態に係る塔状構造物の他の例の側面図である。図8に示すように、塔状構造物1は、第一構造体である筒身2と第二構造体である鉄塔3との間に設けられた制震装置8をさらに備えることが好ましい。
FIG. 8 is a side view of another example of the tower-like structure according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, it is preferable that the tower-like structure 1 further includes a
制震装置8は、上述した免震装置7と同様な構成であり、筒身2と鉄塔3とを水平方向に相対的に移動可能に支持する機能と、筒身2と鉄塔3との間に復元力を作用させる機能と、筒身2と鉄塔3との間に減衰力を作用させる機能とを有する。制震装置8は、制震性能を得るうえで、図8に示すように、鉄塔3の上端(頂部)に設けることが好ましいが、さらに鉛直方向の途中にも設けても制震性能を顕著に得るうえでよい。
The
この塔状構造物1によれば、上記効果に加えて筒身2の過大な振動を抑制することができる。
According to this tower-like structure 1, in addition to the above effects, excessive vibration of the
1 塔状構造物
2 筒身(第一構造体)
3 鉄塔(第二構造体)
4 第一基礎部
6 第二基礎部
6A 基礎本体
6B 基礎躯体
7 免震装置
7A 移動機構
7B 復元力機構
7C 減衰力機構
7D 支承
7E 減衰ゴム支承
8 制震装置
G 地盤
1 tower-
3 Steel tower (second structure)
4
Claims (6)
前記第一構造体の周囲の少なくとも一部に配置されて前記第一構造体を支持する第二構造体と、
前記第一構造体の下端を地盤に連結する第一基礎部と、
前記第二構造体の下端を地盤に連結する第二基礎部と、
前記第二構造体と前記第二基礎部との連結間に設けられた免震装置と、
を備えることを特徴とする塔状構造物。 A first structure extending in a vertical direction;
A second structure that is disposed on at least a part of the periphery of the first structure and supports the first structure;
A first foundation connecting the lower end of the first structure to the ground; and
A second base portion connecting the lower end of the second structure to the ground;
A seismic isolation device provided between the second structure and the second foundation,
A tower-like structure comprising:
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