JP6389604B2 - 弾性座金とそれを用いた建物基礎構造 - Google Patents
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Description
積層ゴム体は、圧縮方向に大きな耐力を有し、上部構造体の荷重を支持できる。
一方、積層ゴム体は、引張方向の耐力は、圧縮方向の耐力より小さい。
近年、免震構造は高層建築物やアスペクト比の大きな建築構造物への適用が進められており、それに伴って、積層ゴム体に作用する引張力は大きくなる傾向にある。
この様にすると、積層ゴム支承に引張方向の力が作用したときに、弾性座金を圧縮し、積層ゴム体に作用する引張力を緩和する。
弾性座金が圧縮した際に弾性座金の一部がボルトと干渉することがある。
弾性座金の構造が複雑になると、コストアップの原因になる。
弾性座金が座金とゴムを組み合わせたものの場合、ゴムが座金の縁部に干渉する恐れが有る。
弾性座金の変形が限界を越えてしまうと、 積層ゴム体に過大な引張力が作用する恐れがある。
その結果、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と前記第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とを一致させて前記第一板状部材の下面と前記弾性部材の上面とが接着する。
その結果、弾性部材の貫通孔の中心にボルトが配置され、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記第一板状部材の下面が前記仮想第一中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて所定の変化量で上方へ移る様になった輪郭を形成する。
その結果、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記第一板状部材の下面が前記仮想第一中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて所定の曲率で曲って上方へ移る様になった輪郭を形成する。
その結果、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記弾性部材を仮に前記仮想中心軸に直交する平面で切ったときの断面の面積が上面から下面に移るにしたがって連続的または段階的に小さくなる。
その結果、押し潰す力が増すにつれて断面積の小さな下面の側から膨らんで押し潰され、弾性部材の上面の側が、第一板状部材の周囲の側へ膨らんで、第一板状部材の縁部に触れて損傷するのを抑制できる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記弾性部材を仮に前記仮想中心軸に直交する平面で切ったときの断面の前記貫通孔の壁から半径方向に延びる外形まで寸法である半径方向寸法が円周方向に一様であり、該半径方向寸法が上面から下面に移るにしたがって連続的または段階的に小さくなる。
その結果、押し潰す力が増すにつれて半径方向寸法の小さな下面の側から膨らんで押し潰され、弾性部材の上面の側が、第一板状部材の周囲の側へ膨らんで、第一板状部材の縁部に触れて損傷するのを抑制できる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記第一板状部材の外周部の形状が前記第一板状部材と前記弾性部材とを重ねて最大定格力を越えて押し潰すときに塑性変形する程度の形状となる。
その結果、最大定格力を越えて押し潰されるときに第一板状部材の外周部が塑性変形して積層ゴム体に作用する引張力が過大になるのを抑制できる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記第一板状部材の外周部の厚みが前記第一板状部材と前記弾性部材とを重ねて最大定格力を越えて押し潰すときに塑性変形する程度の厚みになる。
その結果、最大定格力を越えて押し潰されるときに第一板状部材の外周部が塑性変形して積層ゴム体に作用する引張力が過大になるのを抑制できる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、第二板状部材が、金属製の部材であってボルトを挿入可能な寸法Dより大きな直径の第二貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもち、前記第二板状部材の上面が前記第二貫通孔の仮想の中心軸である仮想第二中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて所定の変化量で下方へ移る様になった輪郭を形成する。
その結果、弾性部材が押し潰されたときに、弾性部材が貫通孔の側へ膨らむのを抑制し、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と前記第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とを一致させて前記弾性部材の上面に形成された凹凸部と前記第一板状部材の下面に形成された凹凸部が嵌合する。
その結果、弾性部材の貫通孔の中心にボルトが配置され、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
その結果、前記積層ゴム支承に引張方向の力が作用したときに、前記積層ゴム体に過大な引張力が作用するのを抑制できる。
寸法Dより大きな直径の貫通孔をもつ弾性部材の上面に寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔をもつ金属製の第一板状部材の下面を、前記第一貫通孔の仮想第一中心軸と前記貫通孔の前記仮想中心軸とを一致させて接し、最大定格力で押し潰されたときに前記貫通孔の最小寸法が直径Dより下回らない様にしたので、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
また、前記第一板状部材の下面と前記弾性部材の上面とが接着される様にしたので、ボルトの中心軸と仮想中心軸とが一致し、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
また、前記第一板状部材の下面が中心側から外側へ移るにつれて上方へ移る輪郭を持ち、弾性部材が押し潰されたときに、弾性部材が貫通孔の側へ膨らむことを抑制したので、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とが干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
また、前記第一板状部材の下面が中心側から外側へ移るにつれて所定の曲率で上方へ移る輪郭を持ち、弾性部材が押し潰されたときに弾性部材が貫通孔の側へ膨らむことを抑制したので、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とが干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
また、前記弾性部材の断面の面積が上面から下面に移るにしたがって連続的または段階的に小さくなる様にしたので、押し潰す力が増すにつれて断面積の小さな下面の側から膨らんで押し潰され、弾性部材の上面の側が第一板状部材の周囲の側に膨らんで、第一板状部材の縁部に触れて損傷するのを抑制できる。
また、前記弾性部材の円周方向に一様な半径方向寸法が上面から下面に移るにしたがって連続的または段階的に小さくなる様にしたので、押し潰す力が増すにつれて半径方向寸法の小さな下面の側から膨らんで押し潰され、弾性部材の上面の側が第一板状部材の周囲の側に膨らんで、第一板状部材の縁部に触れて損傷するのを抑制できる。
また、前記第一板状部材の外周部の形状が最大定格力を越えて押し潰されるときに塑性変形する程度の形状になる様にしたので、最大定格力を越えて押し潰されるときに外周部が塑性変形して積層ゴム体に作用する引張力が過大になるのを抑制できる。
また、前記第一板状部材の外周部の厚みが最大定格力を越えて押し潰されるときに塑性変形する程度の厚みになる様にしたので、最大定格力を越えて押し潰されるときに外周部が塑性変形して積層ゴム体に作用する引張力が過大になるのを抑制できる。
また、前記第二板状部材の上面が中心側から外側へ移るにつれて下方へ移る輪郭を持ち
弾性部材が押し潰された時に弾性部材が貫通孔の側へ膨らむのを抑制したので、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とが干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
また、前記弾性部材の上面に形成された凹凸部と前記第一板状部材の下面に形成された凹凸部が嵌合する様にしたので、ボルトの中心軸と仮想中心軸とが一致し、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とが干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
上記のうちのひとつの弾性座金を前記積層ゴム支承の取付フランジの上に重ね、ボルトが前記弾性座金の前記貫通孔と積層ゴム支承の取付フランジに形成されたボルト穴とを貫いてネジ止めされ、ボルトの捻じ込みにより前記設定定格力で前記弾性座金を押しつぶす様にしたので、前記積層ゴム支承に引張方向の力が作用したときに、前記積層ゴム体に過大な引張力が作用するのを抑制できる。
その結果、簡易な構造で所望の機能を発揮する弾性座金とそれを用いた建物基礎構造とを提供できる。
図1は、本発明の実施形態に係る建物基礎構造をもつ建物の概念図である。図2は、本発明の実施形態に係る建物基礎構造の概念図である。
複数の建物基礎構造が、建物の底部と基礎との間に設けられる。
図1は、複数の建物基礎構造が建物の底部と基礎との間に設けられる様子を示す。
建物基礎構造は、弾性座金100とボルト200と積層ゴム支承300とで構成される。
建物基礎構造は、複数の弾性座金100と複数のボルト200と積層ゴム支承300とで構成されてもよい。
積層ゴム支承300は、上下一対の取付面Sの間に設けられる。
上の取付面Sは、建物の底部に設けられる構造部材の下面である。
下の取付面Sは、基礎の上に設けられる構造部材の上面である。
積層ゴム支承300は、上下一対の取付フランジ310と積層ゴム体320とで構成される。
積層ゴム体320が、上下一対の取付フランジ310に挟まれる。
ボルト200が弾性座金100の貫通孔と積層ゴム支承300の取付フランジ310に形成されたボルト穴とを貫いて取付面Sに固定される。
ボルト200が弾性座金100の貫通孔と積層ゴム支承300の取付フランジ310に形成されたボルト穴とを貫いて取付面にネジ固定されてもよい。
本発明の実施形態にかかる弾性座金100は、取付面に固定される直径Dのボルト200に付けて用いられ最大定格力により弾性域内で押し潰されるものである。
以下、説明の便宜のために、取付面の側を下側とボルト200の自由端の側を上側と呼称する。
弾性座金100は、第一板状部材110と弾性部材120と第二板状部材130とで構成されてもよい。
第一板状部材110は、金属製の部材であって、ボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより極めて僅かに大きな直径の第一貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもってもよい。
第一板状部材110は、下面を弾性部材120の上面に接して用いられる。
金属製は、鉄製であってもよい。
弾性材料製は、ゴム製であってもよい。
第二板状部材130は、金属製の部材であって、ボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより極めて僅かに大きな直径の第二貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつものであってもよい。
弾性部材120の貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一板状部材110の第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とが一致してずれない様に弾性部材120の上面と第一板状部材110の下面とが接して位置決めされてもよい。
最大定格力で押し潰されたときに弾性部材120の貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らない。
弾性部材120の上面が仮想中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて同一の変化量で上方へ移る様になった輪郭を形成してもよい。
第一板状部材110の下面が、全周にわたって一様に、仮想第一中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて所定の変化量で上方へ移る様になった輪郭を形成してもよい。
弾性部材120の上面が、全周にわたって一様に、仮想中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて同一の変化量で上方へ移る様になった輪郭を形成してもよい。
その結果、弾性部材120が押し潰されるときに、貫通孔の側へ膨らむのを抑制できる。
弾性部材120の上面が仮想中心軸の上の仮想の頂点から周囲の側へ移るにつれて同一の変化量で上方へ移る様になった円錐状の輪郭の一部を形成してもよい。
第一板状部材110の下面が、全周にわたって一様に、仮想第一中心軸の上の仮想の頂点から周囲の側へ移るにつれて所定の変化量で上方へ移る様になった円錐状の輪郭の一部を形成してもよい。
弾性部材120の上面が、全周にわたって一様に、仮想中心軸の上の仮想の頂点から周囲の側へ移るにつれて同一の変化量で上方へ移る様になった円錐状の輪郭の一部を形成してもよい。
その結果、弾性部材120が押し潰されるときに、貫通孔の側へ膨らむのを抑制できる。
弾性部材120の上面が仮想中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて同一の曲率で曲って上方へ移る様になった輪郭を形成してもよい。
第一板状部材110の下面が、全周にわたって一様に、仮想第一中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて所定の曲率で曲って上方へ移る様になった輪郭を形成してもよい。
弾性部材120の上面が、全周にわたって一様に、仮想中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて同一の曲率で曲って上方へ移る様になった輪郭を形成してもよい。
その結果、弾性部材120が押し潰されるときに、貫通孔の側へ膨らむのを抑制できる。
弾性部材120の下面が仮想中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて同一の変化量で下方へ移る様になった仮想の輪郭の一部を形成してもよい。
第二板状部材の上面が、全周にわたって一様に、仮想第二中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて所定の変化量で下方へ移る様になった輪郭を形成してもよい。
弾性部材120の下面が、全周にわたって一様に、仮想中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて同一の変化量で下方へ移る様になった仮想の輪郭の一部を形成してもよい。
その結果、弾性部材120が押し潰されるときに、貫通孔の側へ膨らむのを抑制できる。
図3は、本発明の第一の実施形態に係る弾性座金の断面図と作用図である。図4は、本発明の第二の実施形態に係る弾性座金の断面図と作用図である。図5は、本発明の第三の実施形態に係る弾性座金の断面図と作用図である。図6は、本発明の第四の実施形態に係る弾性座金の断面図と作用図である。図7は、本発明の第五の実施形態に係る弾性座金の断面図と作用図である。図8は、本発明の第六の実施形態に係る弾性座金の断面図である。図9は、本発明の第六の実施形態に係る弾性座金の作用図である。
ボルトが、六角ボルトであり、先端の雄ねじ部を取付面Sにネジ固定される。
第一板状部材110は、金属製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と一定の直径をもつ円筒状の側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
弾性部材120は、ゴム製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と一定の直径をもつ円筒状の側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
弾性部材120の貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一板状部材110の第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とが一致してずれない様に弾性部材120の上面と第一板状部材の下面とが接して、弾性部材120の貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一板状部材110の第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とを一致させて第一板状部材110の下面と弾性部材120の上面とが接着される。
最大定格力で押し潰されたときに弾性部材120の貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らないために、弾性部材120の貫通孔の直径が所定の値をもつ。
設定定格力は最大定格力を下回る力である。
図3(B)は、地震等が発生したときに積層ゴム支承に引張方向の力が作用し、取付フランジ310が取付面Sから浮いた状態を示す。
弾性座金がさらに圧縮される。
弾性座金を押し潰す力が最大定格力を下回る間は、弾性部材120の貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らないので、ボルト200が弾性部材120に接触せず、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材120とか干渉せずに弾性部材120が安定して圧縮される。
ボルト200が、六角ボルトであり、先端の雄ねじ部を取付面Sにネジ固定される。
第一板状部材110は、金属製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と一定の直径をもつ円筒状の側面と平面状の上面と下面とで囲まれる形状をもつ。
弾性部材120は、ゴム製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と一定の直径をもつ円筒状の側面と上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
弾性部材120の貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一板状部材110の第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とを一致させて、第一板状部材110の下面と弾性部材120の上面とが接着されてもよい。
第一板状部材110の下面が、全周にわたって一様に、仮想第一中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて所定の曲率で曲って上方へ移る様になった輪郭を形成する。
弾性部材120の上面が、全周にわたって一様に、仮想中心軸の側から周囲の側へ移るにつれて同一の曲率で曲って上方へ移る様になった輪郭を形成する。
その結果、弾性部材120が押し潰されたときに弾性部材120が貫通孔の側に膨らむことを抑制できる。
設定定格力は最大定格力を下回る力である。
図4(B)は、地震等が発生したときに積層ゴム支承に引張方向の力が作用し、取付フランジ310が取付面Sから浮いた状態を示す。
弾性座金がさらに圧縮される。
弾性座金を押し潰す力が最大定格力を下回る間は、弾性部材120が周囲へ弾性変形して弾性部材120の貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らないので、ボルト200が弾性部材120に接触せず、最大定格力で押し潰されたときにボルト200と弾性部材120とが干渉せずに弾性部材120が安定して圧縮される。
ボルト200が、六角ボルトであり、先端の雄ねじ部を取付面Sにネジ固定される。
第一板状部材110は、金属製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と一定の直径をもつ円筒状の側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
弾性部材120は、ゴム製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とを一致させて第一板状部材110の下面と弾性部材120の上面とが接着される。
弾性部材120を仮に仮想中心軸に直交する平面で切ったときの断面の面積が上面から下面に移るにしたがって連続的または段階的に小さくなる。
弾性部材120を仮に仮想中心軸に直交する平面で切ったときの断面の貫通孔の壁から半径方向に延びる外形まで寸法である半径方向寸法が円周方向に一様であり、該半径方向寸法が上面から下面に移るにしたがって連続的または段階的に小さくなる。
例えば、貫通孔の直径が上面から下面に移るにしたがって連続的に大きく、外形の直径が上面から下面に移るに従って連続的に小さくなる円筒状の形状である。
設定定格力は最大定格力を下回る力である。
図5(B)は、地震等が発生したときに積層ゴム支承300に引張方向の力が作用し、取付フランジ310が取付面Sから浮いた状態を示す。
弾性座金100がさらに圧縮される。
弾性座金100を押し潰す力が最大定格力を下回る間は、弾性部材120が下面の側から弾性変形するので、弾性部材120の上面の側が第一板状部材110の周囲の側へ膨らんで、第一板状部材110の縁部に触れて損傷することを抑制できる。
図5(C)は、弾性部材120を押し潰す力がさらに大きくなった状態を示す。
ボルトが、六角ボルトであり、先端の雄ねじ部を取付面Sにネジ固定される。
第一板状部材110は、金属製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と一定の直径をもつ円筒状の側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
弾性部材120は、ゴム製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とを一致させて第一板状部材110の下面と弾性部材120の上面とが接着される。
第一板状部材110の外周部の厚みが、第一板状部材110と弾性部材120とを重ねて最大定格力を越えて押し潰すときに塑性変形する程度の厚みになっている。
設定定格力は最大定格力を下回る力である。
図6(B)は、地震等が発生したときに積層ゴム支承に引張方向の力が作用し、取付フランジ310が取付面Sから浮いた状態を示す。
弾性座金100がさらに圧縮される。
弾性座金100を押し潰す力が最大定格力を下回る間は、弾性部材120の貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らないので、ボルト200が弾性部材120に接触せず、最大定格力で押し潰されたときにボルト200と弾性部材120とが干渉せずに弾性部材120が安定して圧縮される。
図6(C)は、弾性部材120を押し潰す力がさらに大きくなった状態を示す。
弾性座金100を押し潰す力が最大定格力を上回ると、第一板状部材110の外周部が塑性変形し、上方へ変形する。
弾性部材120がはみ出て、弾性部材120の反力が小さくなる。
ボルト200が、六角ボルトであり、先端の雄ねじ部を取付面Sにネジ固定される。
第一板状部材110は、金属製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と一定の直径をもつ円筒状の側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
弾性部材120は、ゴム製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
第二板状部材130は、金属製の部材であって、ボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより大きな直径の第二貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつ。
第二板状部材130は、金属製の部材であって、ボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第二貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもってもよい。
弾性部材120の貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一板状部材110の第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とが一致してずれない様に弾性部材120の上面と第一板状部材110の下面とが接して、弾性部材120の貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一板状部材110の第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とを一致させて第一板状部材110の下面と弾性部材120の上面とが接着される。
第二板状部材130の上面が仮想中心軸の側から外側に移るにつれて所定の変化量で下方へ移る様になった輪郭を形成して、弾性部材120が押し潰されたときに、弾性部材120が貫通孔の側に膨らむことを抑制する。
第二板状部材130の上面が仮想中心軸の上の仮想の一点から外側に移るにつれて所定の変化量で下方へ移る様になった仮想の輪郭の一部を形成して、弾性部材120が押し潰されたときに、弾性部材120が貫通孔の側に膨らむことを抑制してもよい。
弾性部材120の下面が仮想中心軸の側から外側に移るにつれて同一の変化量で下方へ移る様になった輪郭を形成する。
弾性部材120の下面が仮想中心軸の上の仮想の一点から外側に移るにつれて同一の変化量で下方へ移る様になった仮想の輪郭の一部を形成してもよい。
設定定格力は最大定格力を下回る力である。
図7(B)は、地震等が発生したときに積層ゴム支承に引張方向の力が作用し、取付フランジ310が取付面Sから浮いた状態を示す。
弾性座金100がさらに圧縮される。
弾性座金100を押し潰す力が最大定格力を下回る間は、弾性部材120が周囲へ弾性変形して弾性部材120の貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らないので、ボルト200が弾性部材120に接触せず、弾性部材120が安定して圧縮される。
第六の実施形態にかかる弾性座金は、第一板状部材110と弾性部材120と第二板状部材130とで構成されてもよい。
ボルト200が、六角ボルトであり、先端の雄ねじ部を取付面Sにネジ固定される。
第一板状部材110は、金属製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と一定の直径をもつ円筒状の側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
弾性部材120は、ゴム製の部材であってボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と側面と平面状の上面と平面状の下面とで囲まれる形状をもつ。
第二板状部材130は、金属製の部材であって、ボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより大きな直径の第二貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつ。
第二板状部材130は、金属製の部材であって、ボルト200を上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第二貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもってもよい。
弾性部材120の貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と第一板状部材110の第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とを一致させて、第一板状部材110の下面に形成された凹凸部と弾性部材120の上面に形成された凹凸部とが嵌合する。
図8の上図が、第一板状部材110の下面に形成された半円形状の輪郭をもつ溝に円形断面の環状部材が嵌まって下方に突起する半円状の断面をもつ凹凸部を形成され、弾性部材120の上面に半円の輪郭をもつ溝でできた凹凸部が形成され、第一板状部材110の下面に形成された凹凸部と弾性部材120の上面に形成された凹凸部とが嵌合する様子を示す。
図8の中図は、第一板状部材110の下面に半円形状の溝でできた凹凸部が形成され、弾性部材120の上面に上方に突起する半円状の断面をもつ凹凸部が形成され、第一板状部材110の下面に形成された凹凸部と弾性部材120の上面に形成された凹凸部とが嵌合する様子を示す。
図8の下図は、第一板状部材110の下面に下方に突起する半円状の断面をもつ凹凸部が形成され、弾性部材120の上面に半円状の輪郭をもつ溝でできた凹凸部が形成され、第一板状部材110の下面に形成された凹凸部と弾性部材120の上面に形成された凹凸部とが嵌合する様子を示す。
設定定格力は最大定格力を下回る力である。
図9(B)は、地震等が発生したときに積層ゴム支承に引張方向の力が作用し、取付フランジ310が取付面Sから浮いた状態を示す。
弾性座金100がさらに圧縮される。
弾性座金100を押し潰す力が最大定格力を下回る間は、弾性部材120が周囲へ弾性変形して弾性部材120の貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らないので、ボルト200が弾性部材120に接触せず、弾性部材120が安定して圧縮される。
図10は、本発明の実施形態に係る弾性座金の特性図である。
図10中の(1)は、許容範囲内の変形に対して安定な性能を発揮し、積層ゴム支承に作用する引張力を十分に緩和するとともに、弾性座金が損傷することなく繰り返し使用できる状態を示す。
図10中の(2)は、変形が許容範囲を越える領域に入り、弾性部材を構成するゴム体のハードニングにより剛性が大きくなり、免震層の浮上り変形を抑制する状態を示す。
図10中の(3)は、さらに変形が進み、積層ゴム支承に許容範囲を越える引張力が作用する恐れのある領域に入り、弾性部材の板状部材が降伏し、剛性が低下し、積層ゴム支承を守る状態を示す。
図10中の(4)は、さらに変形が進み、弾性部材を構成するゴム体が完全に押し潰されて、ボルトの頭部が積層ゴム支承の取付フランジに接触し、それ以降の引張力を積層ゴム支承が負担し、建物の倒壊を防ぐ。
寸法Dより大きな直径の貫通孔をもつ弾性部材120の上面に寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔をもつ金属製の第一板状部材110の下面を、第一貫通孔の仮想第一中心軸と貫通孔の仮想中心軸とを一致させて接して、ボルトの中心軸と貫通孔の中心軸が一致する様にし、最大定格力で押し潰されたときに貫通孔の最小寸法が直径Dより下回らない様にしたので、最大定格力で押し潰されたときにボルト200と弾性部材120とが干渉せずに弾性部材120が安定して圧縮される。
また、第一板状部材110の下面と弾性部材120の上面とが接着されて仮想中心軸と仮想第一中心軸とが一致してずれない様に弾性部材の上面と第一板状部材の下面とが接する様にしたので、ボルトの中心軸と貫通孔の中心軸とが一致し、最大定格力で押し潰されたときにボルト200と弾性部材120とが干渉せずに弾性部材120が安定して圧縮される。
また、第一板状部材110の下面が中心側から外側へ移るにつれて上方へ移る輪郭を持ち仮想中心軸と仮想第一中心軸とが一致してずれない様に弾性部材の上面と第一板状部材の下面とを接したので、弾性部材が押し潰されたときに、弾性部材が貫通孔の側へ膨らむのを抑止し、最大定格力で押し潰されたときにボルト200と弾性部材120とが干渉せずに弾性部材120が安定して圧縮される。
また、第一板状部材110の下面が中心側から外側へ移るにつれて所定の曲率で上方へ移る輪郭を持つ様にしたので、弾性部材が押し潰されたときに、弾性部材が貫通孔の側へ膨らむのを抑止し、最大定格力で押し潰されたときにボルト200と弾性部材120とが干渉せずに弾性部材120が安定して圧縮される。
また、弾性部材120の断面の面積が上面から下面に移るにしたがって連続的または段階的に小さくなる様にしたので、押し潰す力が増すにつれて断面積の小さな下面の側から膨らんで押し潰され、最大定格力で押し潰されたときに、弾性部材の上面の側が第一板状部材110の周囲の側へ膨らんで、第一板状部材110の縁部に触れて損傷するのを抑制される。
また、弾性部材120の円周方向に一様な半径方向寸法が上面から下面に移るにしたがって連続的または段階的に小さくなる様にしたので、押し潰す力が増すにつれて半径方向寸法の小さな下面の側から膨らんで押し潰され、最大定格力で押し潰されたときに、弾性部材の上面の側が第一板状部材110の周囲の側へ膨らんで、第一板状部材110の縁部に触れて損傷するのを抑制される。
また、第一板状部材110の外周部の形状が最大定格力を越えて押し潰されるときに塑性変形する程度の形状になる様にしたので、最大定格力を越えて押し潰されるときに第一板状部材110の外周部が塑性変形して積層ゴム体320に作用する引張力が過大になるのを抑制できる。
また、第一板状部材110の外周部の厚みが最大定格力を越えて押し潰されるときに塑性変形する程度の厚みになる様にしたので、最大定格力を越えて押し潰されるときに第一板状部材110の外周部が塑性変形して積層ゴム体320に作用する引張力が過大になるのを抑制できる。
また、第二板状部材130の上面が中心側から外側へ移るにつれて下方へ移る輪郭を持つ様にし、弾性部材が押し潰されるときに、弾性部材120が貫通孔の側に膨らむのを抑制したので、最大定格力で押し潰されたときにボルト200と弾性部材120とか干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
また、弾性部材120の上面に形成された凹凸部と第一板状部材110の下面に形成された凹凸部が嵌合する様にしたので、ボルトの中心軸と仮想中心軸とが一致し、最大定格力で押し潰されたときにボルトと弾性部材とが干渉せずに弾性部材が安定して圧縮される。
上記のうちのひとつの弾性座金100を積層ゴム支承300の取付フランジ310の上に重ね、ボルト200が弾性座金100の貫通孔と積層ゴム支承300の取付フランジに形成されたボルト穴とを貫いてネジ止めされ、ボルトの捻じ込みにより設定定格力で弾性座金を押し潰す様にしたので、積層ゴム支承300に引張方向の力が作用したときに、積層ゴム体320に過大な引張力が作用するのを抑制できる。
ボルトは、六角ボルトであるとして説明したが、これに限定されない。例えば。ボルトが頭のないものであって、ナットがねじ込まれたものでもよい。
弾性部材の材料は、ゴムとして説明したが、これに限定されない。弾性特性をもつ樹脂でもよい。
100 弾性座金
110 第一板状部材
120 弾性部材
130 第二板状部材
200 ボルト
300 積層ゴム支承
310 取付フランジ
320 積層ゴム体
Claims (6)
- 取付面に固定される直径Dのボルトに付けて用いられ弾性域内で押し潰されて固定されて使用される弾性座金であって、
取付面の側を下側とボルトの自由端の側を上側と呼称し、
金属製の部材であって前記ボルトを上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつ第一板状部材と、
弾性材料製の部材であって前記ボルトを上下方向に挿入可能であり前記寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつ弾性部材と、
を備え、
前記貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と前記第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とが一致してずれない様に前記弾性部材の上面と前記第一板状部材の下面とが接して、
固定されたときに前記弾性部材の前記貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らず、
固定されたときの前記弾性部材の形状は、上から見て前記弾性部材の側面の輪郭が円形であり、前記貫通孔の直径が前記上面から前記下面に移るにしたがって大きくなり、前記側面の直径が前記上面から前記下面に移るにしたがって小さくなり、
前記ボルトの自由端の側が上方で、前記ボルトを捻じ込まれる前記取付面の側が下方であり、前記第一板状部材の下方の面と前記弾性部材の下方より半径方向の幅が大きな上方の面とが接着される、
ことを特徴とする弾性座金。 - 環状の形状をもつ部材である環状部材と、
を備え、
前記第一板状部材の下面に環状の溝が形成され、
前記弾性部材の上面に環状の溝が形成され、
固定されたときに前記環状部材が前記第一板状部材の下面に形成される環状の溝と前記弾性部材の上面に形成される環状の溝とが嵌まり、
前記環状部材が前記第一板状部材及び前記弾性部材から分離可能な別部品である、
ことを特徴とする請求項1に記載の弾性座金。 - 前記ボルトの自由端の側にボルト頭またはボルトにねじ込まれるナットの何方か一方が設けられ、
前記第一板状部材は、固定されたときに平たい形状であり、固定されたときよりも一定の大きな力で押し潰されると、ボルト頭またはナットの何方か一方に当たる箇所は平たい形状を維持し、平たい形状を維持した箇所の外周部が前記弾性部材を圧縮する圧縮力と大きさが同じで力の向きが反対の反力により持ち上げられて塑性変形する様になった、
ことを特徴とする請求項2に記載の弾性座金。 - 取付面に固定される直径Dのボルトに付けて用いられ弾性域内で押し潰されて固定されて使用される弾性座金であって、
取付面の側を下側とボルトの自由端の側を上側と呼称し、
金属製の部材であって前記ボルトを上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつ第一板状部材と、
弾性材料製の部材であって前記ボルトを上下方向に挿入可能であり前記寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつ弾性部材と、
環状の形状をもつ部材である環状部材と、
を備え、
前記貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と前記第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とが一致してずれない様に前記弾性部材の上面と前記第一板状部材の下面とが接して、
固定されたときに前記弾性部材の前記貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らず、
前記第一板状部材の下面に環状の溝が形成され、
前記弾性部材の上面に環状の溝が形成され、
固定されたときに前記環状部材が前記第一板状部材の下面に形成される環状の溝と前記弾性部材の上面に形成される環状の溝とが嵌まり、
前記環状部材が前記第一板状部材及び前記弾性部材から分離可能な別部品である、
ことを特徴とする弾性座金。 - 取付面に固定される直径Dのボルトに付けて用いられ弾性域内で押し潰されて固定されて使用される弾性座金であって、
取付面の側を下側とボルトの自由端の側を上側と呼称し、
金属製の部材であって前記ボルトを上下方向に挿入可能であり寸法Dより僅かに大きな直径の第一貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつ第一板状部材と、
弾性材料製の部材であって前記ボルトを上下方向に挿入可能であり前記寸法Dより大きな直径をもつ貫通孔と側面と上面と下面とで囲まれる形状をもつ弾性部材と、
を備え、
前記貫通孔の仮想の中心軸である仮想中心軸と前記第一貫通孔の仮想の中心軸である仮想第一中心軸とが一致してずれない様に前記弾性部材の上面と前記第一板状部材の下面とが接して、
固定されたときに前記弾性部材の前記貫通孔の直径の最小寸法が直径Dを下回らず、
前記ボルトの自由端の側にボルト頭またはボルトにねじ込まれるナットの何方か一方が設けられ、
前記第一板状部材は、固定されたときに平たい形状であり、固定されたときよりも一定の大きな力で押し潰されると、ボルト頭またはナットの何方か一方に当たる箇所は平たい形状を維持し、平たい形状を維持した箇所の外周部が前記弾性部材を圧縮する圧縮力と大きさが同じで力の向きが反対の反力により持ち上げられて塑性変形する様になった、
ことを特徴とする弾性座金。 - 建物基礎に据え付けられる建物基礎構造であって、
ボルトと、
請求項1乃至請求項5のうちの一つの弾性座金と、
上下一対の取付フランジと積層ゴム体とを有し上下一対の取付面の間に設けられる積層ゴム支承と、
を備え、
前記弾性座金を前記積層ゴム支承の取付フランジの上に重ね、
前記ボルトが前記弾性座金の前記貫通孔と積層ゴム支承の取付フランジに形成されたボルト穴とを貫いて取付面に固定され、
固定されると前記弾性座金はボルトの捻じ込み作用により押しつぶされる、
ことを特徴とする建物基礎構造。
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