JP6636300B2 - すべり支承装置 - Google Patents

Description

本発明は、地震等による下部構造に対する上部構造の振動を低減するすべり支承装置に関する。

近年、マンション等の集合住宅や戸建住宅等の構造物に対する地震等による地盤振動の影響を低減するための免震装置が開発され、実用化されている。免震装置は、剛性層と弾性層とが交互に積層された積層ゴム体を住宅等の上部構造と地盤等の下部構造との間に設置し、地震等によって下部構造が振動した際に、上部構造への振動の伝達を低減すると共に、伝達された振動を減衰させることができる。

このような免震装置としては、上端部及び下端部の各々を上部構造及び下部構造に固定して用いられるＲＢ（Rubber Bearing；積層ゴム型免震装置）やＬＲＢ（Lead Rubber Bearing；鉛プラグ入り積層ゴム型免震装置）と称される積層ゴム支承装置や、上端部及び下端部のいずれか一方を上部構造及び下部構造のいずれか一方に固定し、他方を上部構造及び下部構造のいずれか他方に対して滑るようにして用いられるＳＳＲ（Sliding Support with Rubber-pad；滑り積層ゴム型免震装置）と称されるすべり支承装置とが存在する。

積層ゴム支承装置は、上部構造及び下部構造の各々に一体的に取り付けられる上部材及び下部材と、これら上部材及び下部材の間に設けられ、薄い鋼板等の剛性層とゴム板等の弾性層とが鉛直方向に交互に積層された積層ゴム体とで構成される。

すべり支承装置は、上部材及び下部材と、これら上部材及び下部材のいずれか一方に設けられたすべり板と、上部材及び下部材のいずれか他方とすべり板との間に設けられた積層ゴム体と、この積層ゴム体とすべり板との間に設けられるすべり材とで構成される。

一方、上記積層ゴム支承装置において、特許文献１〜３には、積層ゴム体を製造する際に、剛性層の鋼板の表面処理と、鋼板と弾性層との加硫接着処理とを省略し、剛性層と弾性層を接着しない技術が開示されている。

特開平６−５００２５号公報 特開平６−１５８９１０号公報 特開平１１−１５３１９０号公報

すべり支承装置に用いる積層ゴム体は、通常積層ゴム支承装置に用いる積層ゴム体と同一の品質で製造されている。しかし、すべり支承装置は、上述のように、上端部又は下端部が滑るように構成され、積層ゴム支承装置よりも積層ゴム体の変形量が小さいため、積層ゴム支承装置のように大きくせん断変形しても接着剥離が生じないように剛性層と弾性層とを強固に接着する必要はなく、すべり支承装置の機能及び製造コストの面で改善の余地があった。

一方、上記特許文献１〜３に記載の技術のように、剛性層と弾性層を接着せずに当接させるだけでは、製造コストを低減することはできるものの、積層ゴム体が弾性変形する際に剛性層と弾性層が水平方向に相対的に移動し、所望の免震効果が得られない虞がある。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、十分な免震効果を確保しながら、製造コストの低いすべり支承装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、すべり支承装置であって、上部構造に固定される上部材と、下部構造に固定される下部材と、前記上部材及び前記下部材のいずれか一方に固定されたすべり板と、前記上部材及び前記下部材のいずれか他方に固定され、剛性層と弾性層とが鉛直方向に交互に積層された積層ゴム体と、該積層ゴム体の前記上部材及び前記下部材のいずれか一方側に固定され、前記すべり板に対して摺動可能に当接する摺動部材とを備えるすべり支承装置であって、前記剛性層と前記弾性層とは互いに接着されず、前記剛性層は、該剛性層の上面から下面に貫通する複数の貫通孔を備え、該剛性層に形成された複数の貫通孔の各々は、該剛性層に隣接する他の剛性層に形成された複数の貫通孔の各々と上面視で重なり合わないことを特徴とする。

本発明によれば、上部構造の荷重により剛性層に設けられた複数の貫通孔に隣接する弾性層の一部が入り込み、積層ゴム体の変形時において弾性層を剛性層に追従させることができるため、十分な免震効果を確保しながら、弾性層を剛性層に加硫接着することなく低コストですべり支承装置を製造することができる。
また、前記剛性層に形成された複数の貫通孔の各々を、該剛性層に隣接する他の剛性層に形成された複数の貫通孔の各々と上面視で重なり合わないようにすることで、積層ゴム体の鉛直支持能力の低下を回避することができる。

上記すべり支承装置において、前記貫通孔に弾性体を前記剛性層の直上及び直下の弾性層を一体化するように充填することができる。

以上のように、本発明によれば、十分な免震効果を確保しながら、製造コストの低いすべり支承装置を提供することが可能になる。

本発明に係るすべり支承装置の第１の実施形態を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であって積層ゴム体のみの断面を示す。 図１に示す積層ゴム体のＢ部拡大図である。 本発明に係るすべり支承装置の第２の実施形態を説明するための積層ゴム体の断面図であって、図１に示す積層ゴム体のＢ部拡大図に相当する図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係るすべり支承装置の第１の実施形態を示し、このすべり支承装置１は、上部構造１１に固定された上部材２と、下部構造１２に固定された下部材３と、下部材３に固定されたすべり板４と、積層ゴム体５と、積層ゴム体５の下端に固定された摺動部材としてのすべり材６とで構成される。

積層ゴム体５は、例えば、薄い鋼板等の剛性層５ａとゴム板等の弾性層５ｂとが鉛直方向に交互に積層され、直方体状や円柱状等に形成される。この積層ゴム体５の剛性層５ａと弾性層５ｂは、互いに当接するだけで接着されていない。

図１（ｂ）に示すように、剛性層５ａには、上面視円形の複数の貫通孔５ｃが形成され、剛性層５ａの上下に隣接する弾性層５ｂの一部は、図２に示すように、上部構造１１の荷重により剛性層５ａの複数の貫通孔５ｃに入り込む。貫通孔５ｃの大きさや個数は、積層ゴム体５全体の大きさや、上部構造１１の重量等によって適宜変更する。また、貫通孔５ｃの形状は、上面視で円形に限定されず、楕円形や矩形等であってもよい。さらに、貫通孔５ｃは、剛性層５ａの上面から下面に貫通するものであれば、鉛直方向に限定されない。

これらの貫通孔５ｃは、隣接する２つの剛性層５ａにおいて、上面視で重なり合わないようにすることで、弾性層５ｂに加わる応力を分散させ、積層ゴム体５の鉛直支持能力の低下を回避することができる。

次に、上記構成を有するすべり支承装置１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。

下部構造１２に地震等によって水平方向の力（以下「水平力」という。）が付加され、この水平力がすべり板４とすべり材６との間の最大静摩擦力以下の場合には、積層ゴム体５が水平方向に弾性変形することにより、上部構造１１への振動を抑制する。そして、水平力がすべり板４とすべり材６との間の最大静摩擦力を超えると、積層ゴム体５の下部に固定されたすべり材６がすべり板４上を滑ることにより上部構造１１への振動を抑制する。

ここで、積層ゴム体５が弾性変形する際には、剛性層５ａと弾性層５ｂは接着されていないが、上部構造１１の荷重により剛性層５ａに設けられた複数の貫通孔５ｃに隣接する弾性層５ｂの一部が入り込み、弾性層５ｂが貫通孔５ｃを介して剛性層５ａに追従するため、両層５ａ、５ｂを接着したすべり支承装置のように両層５ａ、５ｂの水平方向のずれが生じることなく、十分な免震効果が得られると共に、従来のように接着剤を用いて剛性層５ａと弾性層５ｂとを互いに加硫接着せずに、剛性層５ａに貫通孔５ｃを形成するだけで済むため、製造コストを低減することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、積層ゴム体５の剛性層５ａと弾性層５ｂを接着せず、簡単な構成で十分な免震効果を得、製造コストを低減することができる。

尚、上記実施の形態においては、隣接する２つの剛性層５ａで貫通孔５ｃを上面視で重なり合わないように構成したが、剛性層５ａの厚さや貫通孔５ｃの大きさを考慮し、積層ゴム体５の鉛直支持能力に影響を与えない範囲内で、一部の貫通孔５ｃ同士が上面視で多少重なり合ってもよい。また、積層ゴム体５が水平方向に弾性変形した際に貫通孔５ｃ内に進入した弾性層５ｂの一部が損傷しないように、剛性層５ａの貫通孔５ｃの上下方向の両開口端部に面取り等を施すことが好ましい。

また、すべり板４を下部材３に固定し、すべり材６を積層ゴム体５の下端に固定したが、この位置関係を逆にし、すべり板４を上部材２に固定し、すべり材６を積層ゴム体５の上端に固定することも可能であり、その場合にも上記と同様の作用効果を奏する。

次に、本発明に係るすべり支承装置の第２の実施形態について説明する。本実施の形態では、上記積層ゴム体５に代えて、図３に示した積層ゴム体１５を用いる点のみが異なり、他の構成要素は図１に示したすべり支承装置１と同じである。

積層ゴム体１５も、例えば、薄い鋼板等の剛性層１５ａとゴム板等の弾性層１５ｂとが鉛直方向に交互に積層され、直方体状や円柱状等に形成される。この積層ゴム体１５の剛性層１５ａと弾性層１５ｂは、互いに当接するだけで接着されていない。

積層ゴム体１５の剛性層１５ａには、上面視円形の複数の貫通孔１５ｃが形成され、貫通孔１５ｃに充填されたゴム等の弾性体１５ｄによって剛性層１５ａを挟む２枚の弾性層１５ｂが一体化される。貫通孔１５ｃの大きさや個数は、積層ゴム体１５全体の大きさや、上部構造１１の重量等によって適宜変更する。また、貫通孔１５ｃの形状は、上面視で円形に限定されず、楕円形や矩形等であってもよい。

これらの貫通孔１５ｃも、隣接する２つの剛性層１５ａにおいて、上面視で重なり合わないようにすることで、弾性層１５ｂに加わる応力を分散させ、積層ゴム体５の鉛直支持能力の低下を回避することができて好ましいが、剛性層１５ａの厚さや貫通孔１５ｃの大きさを考慮し、積層ゴム体１５の鉛直支持能力に影響を与えない範囲内で、一部の貫通孔１５ｃ同士が上面視で多少重なり合ってもよい。

この積層ゴム体１５を用いた場合でも、上記すべり支承装置１と同様に機能し、剛性層１５ａと弾性層１５ｂは接着されていないが、弾性体１５によって隣接する剛性層１５ａの一部が一体化されているため、両層１５ａ、１５ｂを接着したすべり支承装置のように両層１５ａ、１５ｂの水平方向のずれが生じることなく、十分な免震効果が得られる。

上述のように、本実施の形態においても、従来のように積層ゴム体１５の剛性層１５ａと弾性層１５ｂを加硫接着せず、簡単な構成で十分な免震効果を得、製造コストを低減することができる。

１ すべり支承装置
２ 上部材
３ 下部材
４ すべり板
５ 積層ゴム体
５ａ 剛性層
５ｂ 弾性層
５ｃ 貫通孔
６ すべり材
１１ 上部構造
１２ 下部構造
１５ 積層ゴム体
１５ａ 剛性層
１５ｂ 弾性層
１５ｃ 貫通孔
１５ｄ 弾性体

Claims (2)

1. 上部構造に固定される上部材と、
   下部構造に固定される下部材と、
   前記上部材及び前記下部材のいずれか一方に固定されたすべり板と、
   前記上部材及び前記下部材のいずれか他方に固定され、剛性層と弾性層とが鉛直方向に交互に積層された積層ゴム体と、
   該積層ゴム体の前記上部材及び前記下部材のいずれか一方側に固定され、前記すべり板に対して摺動可能に当接する摺動部材とを備えるすべり支承装置であって、
   前記剛性層と前記弾性層とは互いに接着されず、前記剛性層は、該剛性層の上面から下面に貫通する複数の貫通孔を備え、
   該剛性層に形成された複数の貫通孔の各々は、該剛性層に隣接する他の剛性層に形成された複数の貫通孔の各々と上面視で重なり合わないことを特徴とするすべり支承装置。
2. 前記貫通孔に弾性体が前記剛性層の直上及び直下の弾性層を一体化するように充填されることを特徴とする請求項１に記載のすべり支承装置。

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