JP6475520B2 - すべり支承及び免震システム - Google Patents

Description

本発明は、機器や建屋など構造物に適用される免震システム及び免震システムを構成するすべり支承に関する。

機器や建屋等の構造物の耐震性能を向上させる方策の一つとして、免震構造の適用が挙げられる。免震構造では、対象となる構造物を免震装置上に設置することで、地震時に免震装置が変形又は変位してエネルギー吸収し、対象の構造物に入力される地震荷重が低減される。免震装置は、免震化対象の構造物を支持する支持性能、地震時のエネルギーを吸収する減衰性能、地震時によって生じる変位に対して元の位置に戻ろうとする復元性能を有する。免震装置として、例えば、鉛プラグ入り積層ゴム、すべり支承、直動転がり支承、オイルダンパ、鋼材ダンパ、コイルばね等が挙げられる。これらの免震装置の組み合わせを含め、様々な形式の免震構造が提案されており、実際に適用されている。

免震構造を備えた構造物、特に構造物の高さと幅との比を表すアスペクト比（高さ／幅）が大きい構造物においては、水平方向の地震動が入力されると、転倒モーメントにより構造物が鉛直面内で回転するロッキング挙動が生じる場合がある。この場合、構造物は水平方向に加えて鉛直方向にも応答するので、免震装置には、引張力や圧縮力が作用する。

ロッキング挙動に対応する免震構造として、例えば、地震時のロッキング挙動による引張力の発生しない部位に積層ゴムを設置し、地震時のロッキング挙動による引張力の発生する部位に、ロッキング挙動に伴う構造物の浮き上がりを許容すると共に浮き上がった構造物の復元時の衝撃を吸収・緩和する構成の滑り支承を設置するものが提案されている（特許文献１参照）。この滑り支承は、鉛直方向に離間可能なすべり材と相手部材とを備え、すべり材及び相手部材の少なくとも一方に、浮き上がった構造物の復元時の衝撃を吸収、緩和する弾性部材を設けたものである。

特開２００１−３２９７１６号公報

高い耐震安全性が求められる構造物に対しては、設計検討レベルを超える地震動が入力した場合でも、可能な限り構造物の地震応答を低減することが耐震安全上望ましい。特に、プラント設備では、建屋内部の機器の損傷防止の観点から、過大な地震動が入力された場合でも、建屋へ入力される地震荷重を低減する必要がある。

特許文献１に記載の免震構造においては、過大な地震動等の入力により生じるロッキング挙動に対して、滑り支承のすべり材と相手部材が離間して構造物の浮上がりを許容することで、ロッキング挙動により生じる引張力に起因する免震構造の損傷を防止している。さらに、構造物の浮上がり後の復元時に入力される構造物への衝撃をすべり支承の弾性部材により吸収、緩和している。しかし、この弾性部材は、地震動が作用しない静止状態において、構造物を支持するように設置されているので、弾性部材の設計では、地震時の変動荷重のみならず構造物の重量の支持荷重等の静止状態での作用力も考える必要があり、複数の条件の考慮が求められる。

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、地震動の入力による構造物の浮上がり後の接触時に入力される構造物への衝撃荷重を低減可能とすると共に、構造物への衝撃荷重を低減する構造を地震動の作用しない静止状態での作用力に制約されることなく設計できるすべり支承及び免震システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、構造物の下部構造物と上部構造物との間に設置されるすべり支承であって、前記下部構造物上に固定される下側すべり部材と、前記下側すべり部材上に配置され、前記下側すべり部材に対して相対的に摺動可能な上側すべり部材と、前記上側すべり部材の上側に配置され、前記上側すべり部材が固定された下側固定部材と、下面が前記下側固定部材の上面に当接すると共に上端部が前記上部構造物に固定される上側固定部材と、前記下側固定部材と前記上側固定部材との間に形成された収容部と、前記収容部内に配置され、前記上部構造物の浮上がり後の接触時の衝撃を復元力により緩和する緩衝部材とを備え、前記下側固定部材の上面及び前記上側固定部材の下面の少なくとも一方に、収容溝部が設けられ、前記収容部は、前記収容溝部と、前記収容溝部の開口部を閉塞する前記上側固定部材の下面又は前記下側固定部材の上面とにより形成され、前記緩衝部材は、弾塑性体であり、前記弾塑性体は、その上端部及び下端部がそれぞれ前記上側固定部材及び前記下側固定部材に固定された状態で、その全体が前記収容部に収容されることを特徴とする。

本発明によれば、上側固定部材の下面を下側固定部材の上面に当接させた状態で、下側固定部材と上側固定部材との間に形成した収容部に復元力を有する緩衝部材を収容することで、地震動の入力のない静止状態での上部構造物の重量の支持荷重等の作用力を緩衝部材に作用させないようにしたので、地震動の入力による上部構造物の浮き上がり後の接触時に入力される上部構造物への衝撃荷重を緩衝部材により低減することができると共に、静止状態での作用力に制約されることなく緩衝部材を設計することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋を示す概略縦断面図である。 図１に示す本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋をII−II矢視から見た横断面図である。 本発明のすべり支承の第１の実施の形態を示す縦断面図である。 図３に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態をIV−IV矢視から見た横断面図である。 図１に示す本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋における水平方向の地震動の入力時の状態を示す説明図である。 図１に示す本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋における過大な地震動の入力時の状態を示す説明図である。 図３に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態における過大な地震動の入力時の浮上がり状態を示す説明図である。 図３に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態における浮上がり後の接触時の状態を示す説明図である。 本発明のすべり支承の第１の実施の形態の変形例を示す縦断面図である。 図９に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態の変形例における過大な地震動の入力時の浮上がり状態を示す説明図である。 本発明のすべり支承の第２の実施の形態を示す縦断面図である。 図１１に示す本発明のすべり支承の第２の実施の形態の一部を構成する緩衝用リングを示す平面図である。 図１１に示す本発明のすべり支承の第２の実施の形態における過大な地震動の入力時の浮上がり状態を示す説明図である。 本発明のすべり支承の第２の実施の形態の変形例の一例を示す縦断面図である。 本発明のすべり支承の第２の実施の形態の変形例の他の例を示す縦断面図である。

以下、本発明のすべり支承及び免震システムの実施の形態を図面を用いて説明する。
［第１の実施の形態］
本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋の構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋を示す概略縦断面図、図２は図１に示す本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋をII−II矢視から見た横断面図である。

図１において、免震建屋１は、下部構造物としての下部基礎版２と、下部基礎版２上に設置された免震システムとしての免震層３と、免震層３に支持された上部構造物としての上部建屋４とを備えている。免震層３は、下部基礎版２と上部建屋４との間に介在して、上部建屋４に入力される地震動荷重を低減するものである。免震層３は、例えば、免震装置である複数の積層ゴム支承５及び複数のすべり支承１０で構成されている。免震層３の平面配置としては、図２に示すように、下部基礎版２の外周側にすべり支承１０が、その内側に積層ゴム支承５が配置されている。

積層ゴム支承５は、図１に示すように、薄い鋼板（図示せず）と薄いゴムシート（図示せず）を交互に積層して一体化した柱状の積層ゴム６と、積層ゴム６の下面及び上面にそれぞれ設けた下フランジ７及び上フランジ８とで構成されている。積層ゴム支承５は、下フランジ７及び上フランジ８により下部基礎版２及び上部建屋４に取り付けられている。

次に、本発明のすべり支承の第１の実施の形態の詳細な構成を図３及び図４を用いて説明する。
図３は本発明のすべり支承の第１の実施の形態を示す縦断面図、図４は図３に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態をIV−IV矢視から見た横断面図である。なお、図３及び図４において、図１及び図２に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図３及び図４において、すべり支承１０は、下部基礎版２上に固定される下側すべり部材１１と、下側すべり部材１１上に配置され、下側すべり部材１１に対して相対的に摺動可能な上側すべり部材１２と、上側すべり部材１２の上側に配置され、上部建屋４の荷重を下側すべり部材１１及び上側すべり部材１２に伝達する固定部材１３とを備えている。下側すべり部材１１は、例えば、表面上にフッ素樹脂等のコーティングがされた鋼板である。上側すべり部材１２は、例えば、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）やポリアミド樹脂等を主剤として形成された部材である。なお、下側すべり部材１１及び上側すべり部材１２の上下の配置は交換可能である。

固定部材１３は、上側すべり部材１２の上側に配置され、上側すべり部材１２が固定される略円柱状の下側固定部材１４と、下面が下側固定部材１４の上面に当接すると共に上端部が上部建屋４に固定される略円柱状の上側固定部材１５とで構成されている。下側固定部材１４の上面の略中央部には、凹部１６が設けられている。上側固定部材１５の下面の略中央部には、下側固定部材１４の凹部１６に滑らかに嵌合する突部１７が設けられている。上側固定部材１５の下面における突部１７の外側には、略円環状の収容溝部１８が設けられている。上側固定部材１５は、突部１７が下側固定部材１４の凹部１６に嵌合することにより、下側固定部材１４に対する水平方向の相対的な移動が不能となっている。また、上側固定部材１５は、下側固定部材１４に対して上方向に離間可能とされている。

上側固定部材１５の収容溝部１８と、収容溝部１８の開口部を閉塞する下側固定部材１４の上面とにより、収容部２５が形成されている。つまり、収容部２５は、下側固定部材１４と上側固定部材１５との間に形成されている。収容部２５には、略円環状の弾性体３０の全体が上下方向に圧縮された状態で収容されている。弾性体３０は、復元力を有するものであり、力が作用していない状態において、一部が収容溝部１８からはみ出る大きさに形成されている。この弾性体３０は、詳細については後述するが、上部建屋４の浮上がり（上側固定部材１５の下側固定部材１４に対する上方向への離間）後に生じる上側固定部材１５と下側固定部材１４との接触による衝撃を復元力（反力）により緩和する緩衝部材として機能する。

次に、本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態における作用を図３、図５乃至図８を用いて説明する。

図５は図１に示す本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋における水平方向の地震動の入力時の状態を示す説明図、図６は図１に示す本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態を採用した免震建屋における過大な地震動の入力時の状態を示す説明図、図７は図３に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態における過大な地震動の入力時の浮上がり状態を示す説明図、図８は図３に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態における浮上がり後の接触時の状態を示す説明図である。なお、図５乃至図８において、図１乃至図４に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

地震力の作用しない静止状態の場合、図３に示すように、すべり支承１０は、上部建屋４を支持しているので、すべり支承１０には、鉛直方向に圧縮荷重が作用する。すべり支承１０では、弾性体３０の全体を上下方向に圧縮した状態で収容部２５内に収容することで、上側固定部材１５の下面を下側固定部材１４の上面に当接するように構成されているので、鉛直方向の圧縮荷重は、弾性体３０を介さずに、上側固定部材１５から下側固定部材１４に直接伝達される。この圧縮荷重は、更に、下側固定部材１４に固定した上側すべり部材１２及び上側すべり部材１２に当接している下側すべり部材１１に伝達される。

このように、鉛直方向の圧縮荷重がすべり支承１０に作用する静止状態において、上側固定部材１５の下面と下側固定部材１４の上面とを当接させることで、鉛直方向の圧縮荷重を、弾性体３０を介さずに、上側すべり部材１２及び下側すべり部材１１に伝達することができる。このため、すべり支承１０の鉛直方向の高い剛性を確保することができる。したがって、鉛直方向の圧縮荷重を弾性部材が支持する従来構造のすべり支承の場合と比較して、すべり支承１基当たりの支持荷重を大きくすることができる。その結果、免震システムに用いるすべり支承１０や積層ゴム支承５の設置数を低減できる。また、鉛直方向の圧縮荷重を、弾性体３０を介さずに、上側すべり部材１２及び下側すべり部材１１に伝達しているので、静止状態での上部建屋４を支持荷重等の作用力を考慮せずに弾性体３０の設計が可能となる。

次に、図５に示すように、ある範囲内の大きさの水平方向及び鉛直方向の地震動が免震建屋１に作用した場合、下部基礎版２から入力される地震動による上部建屋４の変位に対して、積層ゴム支承５が変形すると共に、すべり支承１０が変位する。免震層３は、地震動の入力に対して積層ゴム支承５の変形やすべり支承１０の変位により入力エネルギーを消費するので、上部建屋４に伝達される地震荷重を低減することができる。その結果、上部建屋４の応答が低減される。

具体的には、図３に示すすべり支承１０では、上側固定部材１５の突部１７が下側固定部材１４の凹部１６に嵌合しているので、水平方向の地震動に対して、上側固定部材１５が下側固定部材１４に対して相対的に摺動することはない。このため、上部建屋４の下部基礎版２に対する相対的な水平変位に伴って、下側固定部材１４及び上側固定部材１５が一体となって水平方向に変位し、それによって、上側すべり部材１２が下側すべり部材１１上を摺動する。このとき、下側すべり部材１１の上面（すべり面）と上側すべり部材１２の下面（すべり面）との間の摩擦係数と、すべり支承１０の支持荷重の積として求まる摩擦力が生じる。この摩擦力が地震荷重に対して抵抗することで、上部建屋４の応答が低減される。また、図５に示す積層ゴム支承５には、積層ゴム６の変形が元に戻る復元力が生じ、この復元力により上部建屋４が元の位置に復帰する。

次いで、過大な地震動が作用した場合、図６に示すように、積層ゴム支承５が大きく変形すると共にすべり支承１０が大きく変位し、上部建屋４のロッキング挙動が発生する。このため、上部建屋４の一方の端部が浮き上がり、免震層３端部の鉛直変位が図５に示す場合よりも増大する。このため、図７に示すように、すべり支承１０の上側固定部材１５が下側固定部材１４に対して上方向に離間し、上側固定部材１５と下側固定部材１４との間に空間が生じる。これにより、弾性体３０の拘束条件が全面拘束から下端自由拘束へ変化する。このため、弾性体３０は、その復元力により、その一部が上側固定部材１５の収容溝部１８から下側にはみ出た状態となる。

その後、図８に示すように、上部建屋４の自重や逆向きのロッキング挙動により上側固定部材１５が下側固定部材１４に対して再接触する。この再接触の際、弾性体３０は、その一部が収容溝部１８から下側にはみ出た状態であるので、下側固定部材１４の上面と上側固定部材１５の収容溝部１８の間で圧縮される。この弾性体３０の圧縮変形によって生じる反力（復元力）によって、上側固定部材１５と下側固定部材１４との接触による衝撃が緩和される。つまり、上部建屋４に入力される衝撃荷重が低減される。

本実施の形態においては、図７及び図８に示すように、下側固定部材１４の凹部１６に上側固定部材１５の突部１７を嵌合させる構造にすることで、上部建屋４の浮上がりの際に生じる上側固定部材１５の下側固定部材１４からの脱落の防止を図ることができる。このため、上側固定部材１５は、下側固定部材１４に対して上部建屋４の浮上がり前の元の位置に復帰することができる。

また、本実施の形態においては、図６に示すように、引張力に弱い積層ゴム支承５を内側に配置することで、上部建屋４のロッキング挙動よる浮上がり時における免震層３の端部の鉛直方向の過大な変位が積層ゴム支承５に生じないようにしている。このため、積層ゴム６の損傷の抑制を図ることができる。

上述した本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態によれば、上側固定部材１５の下面を下側固定部材１４の上面に当接させた状態で、下側固定部材１４と上側固定部材１５との間に形成した収容部２５に復元力を有する弾性体（緩衝部材）３０を収容することで、地震動の入力のない静止状態での上部建屋（上部構造物）４の重量の支持荷重等の作用力を弾性体（緩衝部材）３０に作用させないようにしたので、地震動の入力による上部建屋（上部構造物）４の浮き上がり後の接触時に入力される上部建屋（上部構造物）４への衝撃荷重を弾性体（緩衝部材）３０により低減することができると共に、静止状態での作用力に制約されることなく弾性体（緩衝部材）３０を設計することができる。

［第１の実施の形態の変形例］
次に、本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態の変形例を図９及び図１０を用いて説明する。
図９は本発明のすべり支承の第１の実施の形態の変形例を示す縦断面図、図１０は図９に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態の変形例における過大な地震動の入力時の浮上がり状態を示す説明図である。なお、図９及び図１０において、図１乃至図８に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

第１の実施の形態は、緩衝部材としての弾性体３０を圧縮状態で収容部２５に収容するものである。それに対して、図９に示す本発明のすべり支承の第１の実施の形態の変形例は、緩衝部材として弾塑性体３０Ａを用いると共に、弾塑性体３０Ａの下端部及び上端部をそれぞれ下側固定部材１４及び上側固定部材１５に固定した状態で弾塑性体３０Ａを収容部２５に収容するものである。つまり、弾塑性体３０Ａを圧縮状態で収容部２５に収容する必要はない。

過大な地震動が作用した場合、図１０に示すように、弾塑性体３０Ａの下端部及び上端部がそれぞれ下側固定部材１４及び上側固定部材１５に固定されているので、上部建屋４の浮上がりによる上側固定部材１５の下側固定部材１４に対する上方向への離間に伴い、弾塑性体３０Ａは引き延ばされる。その後、上側固定部材１５と下側固定部材１４との再接触の際に弾塑性体３０Ａが押し潰される。このように、上部建屋４の浮上がりが生じると、弾塑性体３０Ａに強制変形を与えることができ、それによって、上側固定部材１５と下側固定部材１４との再接触時に生じる衝撃を減衰することができる。

上述した本発明のすべり支承及び免震システムの第１の実施の形態の変形例によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、上部建屋４の浮上がり後の衝撃を弾塑性体３０Ａの弾塑性変形により緩和するので、緩衝部材として弾性体３０を用いる場合よりも、すべり支承１０Ａの緩衝性能が向上する。

［第２の実施の形態］
次に、本発明のすべり支承及び免震システムの第２の実施の形態を図１１乃至図１３を用いて説明する。
図１１は本発明のすべり支承の第２の実施の形態を示す縦断面図、図１２は図１１に示す本発明のすべり支承の第２の実施の形態の一部を構成する緩衝用リングを示す平面図、図１３は図１１に示す本発明のすべり支承の第２の実施の形態における過大な地震動の入力時の浮上がり状態を示す説明図である。なお、図１１乃至図１３において、図１乃至図１０に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

第１の実施の形態は、上側固定部材１５の下面に設けた収容溝部１８と収容溝部１８の開口部を閉塞する下側固定部材１４の上面とで形成した収容部２５に緩衝部材としての弾性体３０を圧縮状態で収容するものである。それに対して、図１１に示す本発明のすべり支承の第２の実施の形態は、緩衝部材としての緩衝用リング３０Ｂを下側固定部材１４Ｂの上面及び上側固定部材１５Ｂの下面の外周部に形成した円環状の収容部２５Ｂに収容するものである。

具体的には、下側固定部材１４Ｂの上面の外周部には、第１の円錐面１９が形成されている。上側固定部材１５Ｂの下面の外周部には、第２の円錐面２０が形成されている。下側固定部材１４Ｂの第１の円錐面１９と上側固定部材１５Ｂの第２の円錐面２０とにより、略円環状の収納部２５Ｂが形成されている。

収容部２５Ｂには、緩衝用リング３０Ｂが収容されている。緩衝用リング３０Ｂは、例えば、図１１及び図１２に示すように、復元力を有する材料、例えば金属によりＣ形に形成され、収容部２５Ｂに収容された状態で固定部材１３Ｂを締め付けるばね本体部３１と、ばね本体部３１に設けられ、ばね本体部３１の締付力を調整可能な締付力調整機構３２とで構成されている。緩衝用リング３０Ｂは、詳細は後述するが、軸方向の圧縮荷重に応じた復元力が生じるものであり、上側固定部材１５Ｂの浮上がり後の接触時の衝撃を復元力（反力）により緩和する緩衝部材として機能する。

ばね本体部３１は、その内周側に、下側固定部材１４Ｂの第１の円錐面１９に当接する第１のテーパ面３１ａと、上側固定部材１５Ｂの第２の円錐面２０に当接する第２のテーパ面３１ｂとを有している。締付力調整機構３２は、ばね本体部３１のＣ形の両端部における径方向外側にそれぞれ設けた取付部３３と、一方（図１２では左側）の取付部３３に固定した取付用ナット３４と、取付用ナット３４に螺合し、他方（図１２では右側）の取付部３３を貫通するねじ３５と、ねじ３５に対するねじ込み量を調整することでばね本体部３１の締付力を調整可能な調整ナット３６とで構成されている。

次に、本発明のすべり支承及び免震システムの第２の実施の形態における作用を図１１乃至図１３を用いて説明する。

図１１に示すように、上側固定部材１５Ｂの下面が下側固定部材１４Ｂの上面に当接した状態で、緩衝用リング３０Ｂを固定部材１３Ｂの収容部２５Ｂに配置する。その後、図１２に示す締付力調整機構３２により、ばね本体部３１の締付力を調整する。具体的には、調整ナット３６のねじ３５に対するねじ込み量を調整する。これにより、緩衝用リング３０Ｂは、ばね本体部３１の径が収容部２５Ｂの径と同一であるが、その円弧の長さが調整ナット３６のねじ込み量に応じて締付力の調整前よりも長くなる。つまり、ばね本体部３１のＣ形の両端部の隙間幅Ｗが締付力の調整前よりも小さくなる。

地震動が作用して上部建屋４の浮上がりが発生した場合、図１３に示すように、上側固定部材１５Ｂの上方への移動に伴い、緩衝用リング３０Ｂに対する軸方向の圧縮荷重が小さくなる。このため、緩衝用リング３０Ｂには、ばね本体部３１の円弧の長さが元の長さに戻ろうとする復元力が生じる。すなわち、ばね本体部３１は縮径する。これにより、緩衝用リング３０Ｂは、下側固定部材１４Ｂの第１の円錐面１９に沿って上方に移動し、その内周部の一部分が下側固定部材１４Ｂの上面と上側固定部材１５Ｂの下面の間の隙間に入り込んだ状態となる。

その後、上側固定部材１５Ｂが下側固定部材１４Ｂに再び接触する際に、下側固定部材１４Ｂの第１の円錐面１９及び上側固定部材１５Ｂの第２の円錐面２０に当接する緩衝用リング３０Ｂに対して、軸方向の圧縮荷重が増大する。つまり、緩衝用リング３０Ｂは、径方向外側に押し広げられる力を受ける。このとき、緩衝用リング３０Ｂには、緩衝用リング３０Ｂを押し広げる力に抗して緩衝用リング３０Ｂの締付力に比例した反力（復元力）が生じるので、下側固定部材１４Ｂと上側固定部材１５Ｂの接触による衝撃が緩和される。

上述した本発明のすべり支承及び免震システムの第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、緩衝用リング３０Ｂを固定部材１３Ｂの外周側に形成した収容部２５Ｂに収容するようにすべり支承１０Ｂを構成しているので、すべり支承１０Ｂの固定部材１３Ｂ等を下部基礎版２と上部建屋４との間に据え付けた後でも緩衝用リング３０Ｂの設置が可能となる。

さらに、本実施の形態によれば、緩衝用リング３０Ｂの締付力を締付力調整機構３２で調整可能な構成としているので、緩衝用リング３０Ｂの緩衝性能を容易に調整することができる。

また、本実施の形態によれば、締付力調整機構３２を主にねじ３５と調整ナット３６とで構成しているので、簡易な構成で緩衝用リング３０Ｂの締付力を調整することができる。

さらに、本実施の形態によれば、締付力調整機構３２を固定部材１３Ｂの外周側に位置するように構成しているので、すべり支承１０Ｂの固定部材１３Ｂ等を下部基礎版２と上部建屋４との間に据え付けた後でも緩衝用リング３０Ｂの締付力の調整が可能となる。

なお、上述した第２の実施の形態においては、下側固定部材１４Ｂ及び上側固定部材１５Ｂの外周部に亘って形成した収容部２５Ｂに緩衝用リング３０Ｂを配置する例を示したが、緩衝用リングは、上側固定部材及び下側固定部材に対して、その軸方向の圧縮荷重の変動に応じた反力を生じる構造を有していれば、その形状や配置を限定するものではない。例えば、以下のような変形例が可能である。

［第２の実施の形態の変形例］
次に、本発明のすべり支承及び免震システムの第２の実施の形態の変形例を図１４及び図１５を用いて説明する。
図１４は、本発明のすべり支承の第２の実施の形態の変形例の一例を示す縦断面図であり、上部建屋の浮上がり後の接触時の状態を示す図である。図１５は、本発明のすべり支承の第２の実施の形態の変形例の他の例を示す縦断面図であり、上部建屋の浮上がり後の接触時の状態を示す図である。なお、図１４及び図１５において、図１乃至図１３に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
先ず、本発明のすべり支承及び免震システムの第２の実施の形態の変形例の一例を図１４を用いて説明する。

第２の実施の形態は、下側固定部材１４Ｂの第１の円錐面１９と上側固定部材１５Ｂの第２の円錐面２０とにより形成した円環状の収容部２５Ｂに緩衝用リング３０Ｂを収容するものである。それに対して、図１４に示す本発明のすべり支承の第２の実施の形態の変形例の一例は、下側固定部材１４Ｂの第１の円錐面１９と上側固定部材１５Ｃの下面の外周部とにより形成した円環状の収容部２５Ｃに緩衝用リング３０Ｃを収容するものである。つまり、上側固定部材１５Ｃの下面の外周部には、円錐面が形成されていない。また、緩衝用リング３０Ｃのばね本体部３１Ｃは、テーパ面として、下側固定部材１４Ｂの第１の円錐面１９に当接する第１のテーパ面３１ａのみを有している。

本実施の形態においては、地震動が作用して上部建屋４の浮上がりが発生した場合、第２の実施の形態と同様に、上側固定部材１５Ｃの上方への移動に伴い、緩衝用リング３０Ｃがその復元力により縮径する。これにより、緩衝用リング３０Ｃは、その内周部の一部分が下側固定部材１４Ｂの上面と上側固定部材１５Ｃの下面の間の隙間に入り込んだ状態となる。その後、上側固定部材１５Ｃによる緩衝用リング３０Ｃの下方向への押し下げに伴い、緩衝用リング３０Ｃは径方向外側に押し広げられる力を受ける。このとき、緩衝用リング３０Ｃには、緩衝用リング３０Ｃを押し広げる力に抗して緩衝用リング３０Ｃの締付力に比例した反力（復元力）が生じ、上側固定部材１５Ｃと下側固定部材１４Ｂの接触による衝撃が緩和される。

次に、本発明のすべり支承及び免震システムの第２の実施の形態の変形例の他の例を図１５を用いて説明する。
第２の実施の形態は、下側固定部材１４Ｂの上面及び上側固定部材１５Ｂの下面の外周部に亘って形成した円環状の収容部２５Ｂに緩衝用リング３０Ｂをその内周側が当接するように収容するものである。それに対して、図１５に示す本発明のすべり支承の第２の実施の形態の変形例の他の例は、下側固定部材１４Ｄの上面に設けた第１の収容溝部２１と上側固定部材１５Ｄの下面に設けた第２の収容溝部２２とにより形成した円環状の収容部２５Ｄに緩衝用リング３０Ｄをその外周側が当接するように収容するものである。

具体的には、下側固定部材１４Ｄの第１の収容溝部２１は、凹部１６の外側に略円環状に形成され、その外周側に、上方向に向かって拡径する下側円錐面２１ａを有している。上側固定部材１５Ｄの第２の収容溝部２２は、突部１７の外側に略円環状に形成され、その外周側に、下方向に拡径する上側円錐面２２ａを有している。

緩衝用リング３０Ｄは、例えば、収容部２５Ｄに収容された状態において、径方向内側に押し縮める力が作用するように形成された本体部３１Ｄのみで構成されている。すなわち、緩衝用リング３０Ｄの径は、収容部２５Ｄに収容されている状態の方が無負荷の状態よりも小さい。ばね本体部３１Ｄは、その外周側に、第１の収容溝部２１の下側円錐面２１ａに当接する第１のテーパ面３１ｃと、第２の収容溝部２２の上側円錐面２２ａに当接する第２のテーパ面３１ｄとを有している。

本実施の形態においては、地震動が作用して上部建屋４の浮上がりが発生した場合、上側固定部材１５Ｄの上方への移動に伴い、緩衝用リング３０Ｄは、その復元力により拡径する。これにより、緩衝用リング３０Ｄは、その外周部の一部分が下側固定部材１４Ｄの上面と上側固定部材１５Ｄの下面の間の隙間に入り込んだ状態となる。その後、上側固定部材１５Ｄによる緩衝用リング３０Ｄの下方向への押し下げに伴い、緩衝用リング３０Ｄは径方向内側に押し縮められる力を受ける。このとき、緩衝用リング３０Ｄには、緩衝用リング３０Ｄを押し縮める力に抗した反力（復元力）が生じ、上側固定部材１５Ｄと下固定部材１４Ｄの接触による衝撃が緩和される。

上述した本発明のすべり支承及び免震システムの第２の実施の形態の変形例によれば、前述した第２の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、第２の実施の形態の変形例の他の例によれば、下側固定部材及び上側固定部材が円柱状以外、例えば角柱状に形成されている場合でも、円環状の緩衝用リングを用いることができる。

［その他の実施の形態］
なお、上述した本発明の免震システムの第１乃至第２の実施の形態の変形例においては、免震システムを適用する構造物として免震建屋１を例に挙げて説明したが、免震建屋以外の工場設備や一般的な建築物等の構造物にも適用することができる。例えば、基礎上に設けた下部構造物としての下部建物と上部構造物としての上部建物で構成された建築物に適用することも可能である。また、下部構造物としての橋脚と上部構造物としての橋桁とで構成された橋梁等にも適用可能である。

また、上述した実施の形態においては、すべり支承１０と積層ゴム支承５とで構成した免震システムの例を示したが、複数のすべり支承１０のみで構成する免震システムも可能である。この場合も、地震動の入力により生じる上部建屋４の浮上がり後の衝撃を緩和することができる。

なお、上述した実施の形態においては、上側固定部材１５の突部１７及び下側固定部材１４の凹部１６の断面形状を円形に、その設置位置を中央部にする例を示したが、突部及び凹部の断面形状や設置位置は、上部建屋４の浮上がりの際に生じる上側固定部材の下側固定部材からの脱落を防止可能であれば、任意である。

また、上述した実施の形態においては、上側固定部材１５Ｄに設けた突部１７を下側固定部材１４Ｄに設けた凹部１６に嵌合させる構造の例を示したが、上側固定部材に凹部を設けると共に下側固定部材に突部を設けて、上側固定部材の凹部に下側固定部材の突部を嵌合させる構造も可能である。

なお、上述した第１の実施の形態及びその変形例においては、上側固定部材１５に設けた収容溝部１８と収容溝部１８の開口部を閉塞する下側固定部材１４の上面とにより収容部２５を形成した例を示したが、下側固定部材に設けた収容溝部とその収容溝部の開口部を閉塞する上側固定部材の下面とにより収容部を形成することも可能である。更には、上側固定部材に設けた収容溝部とその収容溝部の開口部を閉塞する下側固定部材の上面とにより第１の収容部を形成すると共に、下側固定部材に設けた収容溝部とその収容溝部の開口部を閉塞する上側固定部材の下面とにより第２の収容部を形成することも可能である。この場合、２つの緩衝部材により、上部建屋４の浮上がり後の接触時の衝撃を緩和することができる。

また、上述した第１の実施の形態及びその変形例においては、緩衝部材としての弾性体３０や弾塑性体３０Ａを円環状に形成した例を示したが、上部建屋４の浮上がり後の接触時の衝撃を緩和することが可能であれば、緩衝部材（弾性体や弾塑性体等）の形状や配置は任意である。例えば、三角形や四角形等の多角形環状に形成することも可能である。また、棒状の複数の緩衝部材を放射状に配置する構成も可能である。この場合、緩衝部材を収容する収容部を、緩衝部材の形状や配置に対応して形成する。

また、上述した第１の実施の形態及びその変形例においては、固定部材１３を円柱状に形成した例を示したが、固定部材の形状は、上部建屋４を支持可能であれば、任意である。

なお、上述した第１の実施の形態においては、緩衝部材として、弾性体３０を用いた例を示したが、緩衝部材として、弾塑性体や粘弾性体を用いることも可能である。緩衝部材として弾塑性体を用いた場合、塑性変形によるエネルギー吸収分、弾性体３０を用いる場合よりも上部建屋４の浮上がり後の接触時の衝撃の緩和を図ることができる。

また、上述した第２の実施の形態の変形例の一例においては、下側固定部材１４Ｂの第１の円錐面１９と上側固定部材１５Ｃの下面の外周部とにより形成した収容部２５Ｃに緩衝用リング３０Ｃを収容する構成の例を示したが、上側固定部材の下面の外周部に設けた円錐面と下側固定部材の上面の外周部とにより形成した収容部に緩衝用リングを収容することも可能である。

なお、上述した第２の実施の形態の変形例の他の例においては、下側固定部材１４Ｄ及び上側固定部材１５Ｄに設けた第１及び第２の収容溝部２１ａ、２２ａにより収容部２５Ｄを形成した構成の例を示したが、下側固定部材及び上側固定部材のいずれか一方に収容溝部を設け、その収容溝部とその収容溝部の開口部を閉塞する下側固定部材の上面又は上側固定部材の下面とにより収容部を形成することも可能である。更には、下側固定部材に設けた収容溝部とその収容溝部の開口部を閉塞する上側固定部材の下面とにより第１の収容部を形成すると共に、上側固定部材に設けた収容溝部とその収容溝部の開口部を閉塞する下側固定部材の上面とにより第２の収容部を形成することも可能である。この場合、２つの緩衝用リングにより、上部建屋４の浮上がり後の接触時の衝撃を緩和することができる。

また、上述した第２の実施の形態の変形例の他の例においては、第１及び第２の収容溝部２１ａ、２２ａの外周側にそれぞれ下側及び上側円錐面２１ａ、２２ａを設けた構成の例を示したが、第１及び第２の収容溝部の内周側にそれぞれ下側及び上側円錐面を設けることも可能である。この場合、緩衝用リングは、その内周部に、第１及び第２のテーパ面を有し、収容部に収容された状態において、径方向外側に押し広げる力が作用するように形成される必要がある。

なお、本発明は上述した第１乃至第２の実施の形態の変形例に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

１…免震建屋（構造物）、 ２…下部基礎版（下部構造物）、 ３…免震層（免震システム）、 ４…上部建屋（上部構造物）、 ５…積層ゴム支承、 １０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…すべり支承、 １１…下側すべり部材、 １２…上側すべり部材、 １４、１４Ｂ、１４Ｄ…下側固定部材、 １５、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ…上側固定部材、 １６…凹部、 １７…突部、 １８…収容溝部、 １９…第１の円錐面（円錐面）、 ２０…第２の円錐面（円錐面）、 ２１…第１の収容溝部（収容溝部）、 ２１ａ…下側円錐面（円錐面）、 ２２…第２の収容溝部（収容溝部）、 ２２ａ…上側円錐面（円錐面）、 ２５、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ…収容部、 ３０…弾性体（緩衝部材）、 ３０Ａ…弾塑性体（緩衝部材）、 ３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ…緩衝用リング（緩衝部材）、 ３１、３１Ｃ、３１Ｄ…ばね本体部、 ３１ａ、３１ｃ…第１のテーパ面、 ３１ｂ、３１ｄ…第２のテーパ面、 ３２…締付力調整機構、

Claims (9)

1. 構造物の下部構造物と上部構造物との間に設置されるすべり支承であって、
   前記下部構造物上に固定される下側すべり部材と、
   前記下側すべり部材上に配置され、前記下側すべり部材に対して相対的に摺動可能な上側すべり部材と、
   前記上側すべり部材の上側に配置され、前記上側すべり部材が固定された下側固定部材と、
   下面が前記下側固定部材の上面に当接すると共に上端部が前記上部構造物に固定される上側固定部材と、
   前記下側固定部材と前記上側固定部材との間に形成された収容部と、
   前記収容部内に配置され、前記上部構造物の浮上がり後の接触時の衝撃を復元力により緩和する緩衝部材とを備え、
   前記下側固定部材の上面及び前記上側固定部材の下面の少なくとも一方に、収容溝部が設けられ、
   前記収容部は、前記収容溝部と、前記収容溝部の開口部を閉塞する前記上側固定部材の下面又は前記下側固定部材の上面とにより形成され、
   前記緩衝部材は、弾塑性体であり、
   前記弾塑性体は、その上端部及び下端部がそれぞれ前記上側固定部材及び前記下側固定部材に固定された状態で、その全体が前記収容部に収容される
   ことを特徴とするすべり支承。
2. 構造物の下部構造物と上部構造物との間に設置されるすべり支承であって、
   前記下部構造物上に固定される下側すべり部材と、
   前記下側すべり部材上に配置され、前記下側すべり部材に対して相対的に摺動可能な上側すべり部材と、
   前記上側すべり部材の上側に配置され、前記上側すべり部材が固定された下側固定部材と、
   下面が前記下側固定部材の上面に当接すると共に上端部が前記上部構造物に固定される上側固定部材と、
   前記下側固定部材と前記上側固定部材との間に形成された収容部と、
   前記収容部内に配置され、前記上部構造物の浮上がり後の接触時の衝撃を復元力により緩和する緩衝部材とを備え、
   前記収容部は、円環状に形成されると共に円錐面を有し、
   前記緩衝部材は、前記収容部の前記円錐面に当接するテーパ面を有し、軸方向の圧縮荷重により復元力が生じる緩衝用リングである
   ことを特徴とするすべり支承。
3. 請求項２に記載のすべり支承において、
   前記下側固定部材及び前記上側固定部材は、円柱状に形成され、
   前記収容部は、前記下側固定部材及び前記上側固定部材の外周部により形成され、
   前記緩衝用リングは、Ｃ形に形成されると共に、その内周側に前記テーパ面を有するばね本体部を備える
   ことを特徴とするすべり支承。
4. 請求項３に記載のすべり支承において、
   前記緩衝用リングは、前記ばね本体部に設けられ、前記ばね本体部の締付力を調整可能な締付力調整機構を更に備える
   ことを特徴とするすべり支承。
5. 請求項２に記載のすべり支承において、
   前記下側固定部材の上面及び前記上側固定部材の下面の少なくとも一方に、前記円錐面を有する円環状の収容溝部が設けられ、
   前記収容部は、少なくともその一部が前記収容溝部により形成され、
   前記緩衝用リングは、Ｃ形に形成されると共に、前記テーパ面を有するばね本体部を備える
   ことを特徴とするすべり支承。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のすべり支承において、
   前記下側固定部材は、その上面に、凹部又は突部を有し、
   前記上側固定部材は、その下面に、前記下側固定部材の前記凹部又は前記突部に嵌合する突部又は凹部を有する
   ことを特徴とするすべり支承。
7. 構造物の下部構造物と上部構造物との間に介在し、上部構造物に入力される地震動荷重を低減する免震システムであって、
   少なくとも複数のすべり支承を備え、
   前記複数のすべり支承の各々は、
   前記下部構造物上に固定される下側すべり部材と、
   前記下側すべり部材上に配置され、前記下側すべり部材に対して相対的に摺動可能な上側すべり部材と、
   前記上側すべり部材の上側に配置され、前記上側すべり部材が固定された下側固定部材と、
   下面が前記下側固定部材の上面に当接すると共に上端部が前記上部構造物に固定される上側固定部材と、
   前記下側固定部材と前記上側固定部材との間に形成された収容部と、
   前記収容部内に配置され、前記上部構造物の浮上がり後の接触時の衝撃を復元力により
   緩和する緩衝部材とを備え、
   前記下側固定部材の上面及び前記上側固定部材の下面の少なくとも一方に、収容溝部が設けられ、
   前記収容部は、前記収容溝部と、前記収容溝部の開口部を閉塞する前記上側固定部材の下面又は前記下側固定部材の上面とにより形成され、
   前記緩衝部材は、弾塑性体であり、
   前記弾塑性体は、その上端部及び下端部がそれぞれ前記上側固定部材及び前記下側固定部材に固定された状態で、その全体が前記収容部に収容される
   ことを特徴とする免震システム。
8. 構造物の下部構造物と上部構造物との間に介在し、上部構造物に入力される地震動荷重を低減する免震システムであって、
   少なくとも複数のすべり支承を備え、
   前記複数のすべり支承の各々は、
   前記下部構造物上に固定される下側すべり部材と、
   前記下側すべり部材上に配置され、前記下側すべり部材に対して相対的に摺動可能な上側すべり部材と、
   前記上側すべり部材の上側に配置され、前記上側すべり部材が固定された下側固定部材と、
   下面が前記下側固定部材の上面に当接すると共に上端部が前記上部構造物に固定される上側固定部材と、
   前記下側固定部材と前記上側固定部材との間に形成された収容部と、
   前記収容部内に配置され、前記上部構造物の浮上がり後の接触時の衝撃を復元力により
   緩和する緩衝部材とを備え、
   前記収容部は、円環状に形成されると共に円錐面を有し、
   前記緩衝部材は、前記収容部の前記円錐面に当接するテーパ面を有し、軸方向の圧縮荷重により復元力が生じる緩衝用リングである
   ことを特徴とする免震システム。
9. 請求項７又は８に記載の免震システムにおいて、
   複数の積層ゴム支承を更に備え、
   前記複数のすべり支承は、前記下部構造物の外周側に配置され、
   前記複数の積層ゴム支承は、前記複数のすべり支承の内側に配置される
   ことを特徴とする免震システム。

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