JP6827770B2 - 構造物用両面スライド支承装置 - Google Patents

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る構造物用両面スライド支承装置に関し、特に、地震時に上下構造部に作用する水平全方向の変位に対して上下スライド面を介して相対変位して吸収し、鉛直方向上下の変位に対して弾性体を圧縮変形することにより吸収する構造物用両面スライド支承装置に関する。

兵庫県南部地震以降、高減衰ゴム系の免震支承や鉛プラグ入り積層ゴム支承等を用いて長周期化と高減衰化により地震力の低減と耐震性の向上を図る免震構造が一般的に採用されるようになってきている。機能分離型の支承構造として、鉛直荷重を受け持つ鉛直荷重支持支承と水平力を受け持つ水平力分散支承を組み合わせた支承構造が採用される事例が増えつつある。

また、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両面をスライド面とした弾性支承を配置し、上下両面の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。

特開２００１−１４０９７６号公報 特開２００２−３９２６６号公報

従来の構造物用両面スライド支承は、水平一方向の変位に対して上下構造が相対変位するものであり、地震時に作用する水平全方向の変位に対して対応するものではなかった。また、変位制限のためのストッパーを配置する必要があり、複雑な構成となるという問題を有する。さらに、地震時に上下構造部に作用する鉛直方向上下の変位に対して、鉛直方向下向きの変位に対しては、弾性体が圧縮変形して吸収するが、鉛直方向上向きの変位に対しては、弾性体に引張力が作用し、ゴム等の弾性体は引張許容値があるため弾性体に作用する引張力に対応するため弾性体の面積及び厚みが大きくしなければならず、小型化、薄型化が要望される構造物用支承の技術分野において好ましいものではなかった。

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用いで、地震時に作用する全方向の水平変位に対して上下スライド部を介して相対変位して大幅に減衰し、上下構造に作用する鉛直方向の正負の変位にたいして弾性体が圧縮変形して吸収し、上揚力に対しても対応可能な構造物用両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、上部構造に固定され表面がスライド面を構成する上部部材と、下部構造に固定され表面がスライド面を構成する下部部材と、上部部材に直交する一方の方向に対向して所定間隔をおいて平行に配置され下部に直交する一方の方向のガイド部が形成される上部ガイド部材と、下部部材に直交する他方の方向に対向して所定間隔をおいて平行に配置され上部に直交する他方の方向のガイド部が形成される下部ガイド部材と、弾性体の上下に上下連結鋼板が固定された弾性支承と、を備え、上連結鋼板の表面が上部部材のスライド面と上部スライド部を形成し、上連結鋼板の両端に下部スライド部材の直交する他方の方向のガイド部と係合し直交する他方の方向の移動を許容し直交する一方の方向の移動を阻止する上係合部を形成し、下連結鋼板の表面が下部部材のスライド面と下部スライド部を形成し、下連結鋼板の両端に上部スライド部材の直交する一方の方向のガイド部と係合し直交する他方の方向の移動を許容し直交する他方の方向の移動を阻止する下係合部を形成し、下部ガイド部材に弾性支承の上連結鋼板を押える上部上揚力押え部材を固定し、上部ガイド部材に弾性支承の下連結鋼板を押える下部上揚力押え部材を固定することを特徴とする。

また、本発明の構造物両面スライド支承装置は、下部ガイド部材に上部上揚力押え部材に形成した係合突部が嵌合する嵌合凹部を形成し、上部ガイド部材に下部上揚力押え部材に形成した係合突部が嵌合する嵌合凹部を形成することを特徴とする。

また、本発明の構造物両面スライド支承装置は、弾性支承の上連結鋼板の上係合部を上連結鋼板の表面より下に位置させ、下連結鋼板の下係合部を下連結鋼板の表面より上に位置させることを特徴とする。

上部構造に固定され表面がスライド面を構成する上部部材と、下部構造に固定され表面がスライド面を構成する下部部材と、上部部材に直交する一方の方向に対向して所定間隔をおいて平行に配置され下部に直交する一方の方向のガイド部が形成された上部ガイド部材と、下部部材に直交する他方の方向に対向して所定間隔をおいて平行に配置され上部に直交する他方の方向のガイド部が形成された下部ガイド部材と、弾性体の上下に上下連結鋼板が固定された弾性支承と、を備え、上連結鋼板の表面が上部部材のスライド面と上部スライド部を形成し、上連結鋼板の両端に下部スライド部材の直交する他方の方向のガイド部と係合し直交する他方の方向の移動を許容し直交する一方の方向の移動を阻止する上係合部を形成し、下連結鋼板の表面が下部部材のスライド面と下部スライド部を形成し、下連結鋼板の両端に上部スライド部材の直交する一方の方向のガイド部と係合し直交する他方の方向の移動を許容し直交する他方の方向の移動を阻止する下係合部を形成することで、部品点数が少なく組み立て設置が容易で、全水平方向の変位に対して上下スライド部を介したスライドによる摩擦により地震エネルギーを減衰することが可能で、地震時、鉛直方向の変位に対しても弾性体の圧縮変形で吸収するし、支承の小型化、薄型化を実現することが可能となる。
下部ガイド部材に弾性支承の上連結鋼板を押える上部上揚力押え部材を固定し、上部ガイド部材に弾性支承の下連結鋼板を押える下部上揚力押え部材を固定することで、簡単な構造で地震時構造物に付加される上揚力に対応することが可能になる。
下部ガイド部材に上部上揚力押え部材に形成した係合突部が嵌合する嵌合凹部を形成し、上部ガイド部材に下部上揚力押え部材に形成した係合突部が嵌合する嵌合凹部を形成することで、大きな上揚力に耐えることが可能となる。
弾性支承の上連結鋼板の上係合部を上連結鋼板の表面より下に位置させ、下連結鋼板の下係合部を下連結鋼板の表面より上に位置させることで、上部上揚力押え部材及び下部上揚力押え部材の上揚力押え部を上部スライド部及び下部スライド部と干渉しないように位置させることが可能となる。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。

本発明の構造物用両面スライド支承装置１の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の構造物用両面スライド支承１の直交する一方の方向から見た側面図であり、図２は、直交する他方の方向から見た側面図である。

構造物用両面スライド支承装置１は、建築物、橋梁等の構造物の上部構造３と下部構造２の間に配置される。

図３（（ａ）（ｂ）（ｃ）は、下部構造２に固定部材４で固定される下部部材５を示す図である。下部部材５の表面を下スライド面５ａとする。下部部材５には、直交する他方の方向（以下、「Ｙ方向」という。）に対向して一対の下部ガイド部材６が所定間隔をおいて平行に配置される。

下部ガイド部材６の上端には上に開口する断面コ字形のＹ方向ガイド部６ａが形成される。下部ガイド部６の側面には固定ボルト螺着雌ネジ孔６ｂと、後述する下部上揚力押え部材に形成した係合突部が嵌合する嵌合凹部６ｃが形成される。

図４（（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上部構造３に固定部材４で固定される上部部材７を示す図である。上部部材７の表面を上スライド面７ａとする。上部部材７には、直交する一方の方向（以下、「Ｘ方向」という。）に対向して一対の上部ガイド部材８が所定間隔をおいて平行に配置される。

上部ガイド部材８の下端には下に開口する断面コ字形のＸ方向ガイド部８ａが形成される。上部ガイド部材８の側面には固定ボルト螺着雌ネジ孔８ｂと、後述する上部上揚力押え部材に形成した係合突部が嵌合する嵌合凹部８ｃが形成される。

図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、弾性支承９を示す図である。弾性支承９は、弾性体１０を備えている。弾性体１０としては、ゴムと補強鋼板を積層した積層ゴム、高減衰性ゴム、鉛プラグ入り積層ゴム等である。弾性体１０の上下に上連結鋼板１１と下連結鋼板１２が加硫成形により一体化される。

上連結鋼板１１の上面は上部スライド面１１ａとする。上連結鋼板１１の上部スライド面１１ａより下の位置からＹ方向に水平に伸びる部分を形成し、その両端に上係合部１１ｂを形成する。上係合部１１ｂは、下部ガイド部材６のＹ方向ガイド部６ａと係合し、弾性支承９のＹ方向の移動を許容し、Ｘ方向の移動を阻止する。上連結鋼板１１の上部スライド面１１ａと上係合部１１ｂは厚みを変えて一体の鋼板で形成しても良いし、上部スライド面１１ａと上係合部１１ｂを別の鋼板を一体化して形成しても良い。

下連結鋼板１２の下面は下部スライド面１２ａとする。下連結鋼板１２の下部スライド面１２ａより上の位置からＸ方向に水平に伸びる部分を形成し、その両端に下係合部１２ｂを形成する。下係合部１２ｂは、上部ガイド部材８のＸ方向ガイド部８ａと係合し、弾性支承９のＸ方向の移動を許容し、Ｙ方向の移動を阻止する。連結鋼板１２の下部スライド面１２ａと下係合部１２ｂは厚みを変えて一体の鋼板で形成しても良いし、下部スライド面１２ａと下係合部１２ｂを別の鋼板を一体化して形成しても良い。

下部部材２と上部部材７との間に弾性支承９を上下連結鋼板１１、１２の上下係合部１１ｂ、１２ｂを、上下ガイド部材８，６のＹ方向ガイド部６ａとＸ方向ガイド部８ａに係合させる。上連結鋼板１１の上部スライド面１１ａと上部部材３の上スライド面３ａが上部スライド部を形成する。下連結鋼板１２の下部スライド面１２ａと下部部材５の下スライド面５ａが下部スライド部を形成する。

図６（ａ）（ｂ）は、上部上揚力押え部材１３と下部上揚力押え部材１４を示す図である。上部上揚力押え部材１３と下部上揚力押え部材１４は同一形状の部材であるので同じ図面で説明する。

上部上揚力押え部材１３は、上部ガイド部材８の側面に配置される。上部上揚力押え部材１３には、上部ガイド部材８の側面に形成された嵌合凹部８ｃに嵌合する係合突部１３ａと、上部ガイド部材８に形成した固定ボルト螺着雌ネジ孔８ｂに合致する位置に固定ボルト挿通孔１３ｂが形成される。また、上部上揚力押え部材１３には、上部ガイド部材８のＸ方向ガイド部８ａに係合した上連結鋼板１１の上係合部１１ｂ上に接触する上揚力押え部１３ｃが形成される。上部上揚力押え部材１３を上部ガイド部材８の側面に配置した後、固定ボルト挿通孔１３ｂから固定ボルト１５を挿入し、固定ボルト螺着雌ネジ孔８ｂに螺着する。

下部上揚力押え部材１４は、下部ガイド部材６の側面に配置される。下部上揚力押え部材１４には、下部ガイド部材６の側面に形成された嵌合凹部６ｃに嵌合する係合突部１４ａと、下部ガイド部材６に形成した固定ボルト螺着雌ネジ孔６ｂに合致する位置に固定ボルト挿通孔１４ｂが形成される。また、下部上揚力押え部材１４には、下部ガイド部材６のＹ方向ガイド部６ａに係合した下連結鋼板１２の下係合部１２上に接触する上揚力押え部１４ｃが形成される。下部上揚力押え部材１４を下部ガイド部材６の側面に配置した後、固定ボルト挿通孔１４ｂから固定ボルト１５を挿入し、固定ボルト螺着雌ネジ孔６ｂに螺着する。

上部上揚力押え部材１３と下部上揚力押え部材１４は、固定ボルト１５の螺着による固定と、上下係合突部１３ａ、１４ａの嵌合凹部８ｃ、６ｃとの係合により、大きな上揚力にも耐える構造となっている。

以上のように、本発明の構造物用両面スライド支承装置１によれば、部品点数が少なく組み立て設置が容易で、全水平方向の変位に対して上下スライド部を介したスライドによる摩擦により地震エネルギーを減衰することが可能で、地震時、鉛直方向の変位に対しても弾性体の圧縮変形で吸収し、支承の小型化、薄型化を実現することが可能となる。また、簡単な構造で地震時構造物に付加される大きな上揚力に対応することが可能になる。

１：構造物用両面スライド支承装置、２：下部構造、３：上部構造、４：固定部材、５：下部部材、５ａ：下スライド面、６：下部ガイド部材、６ａ：Ｙ方向ガイド部、６ｂ：固定ボルト螺着雌ネジ孔、６ｃ：嵌合凹部、７：上部部材、７ａ：上スライド面、８：上部ガイド部材、８ａ：Ｘ方向ガイド部、８ｂ：固定ボルト螺着雌ネジ孔、８ｃ：嵌合凹部、９：弾性支承、１０：弾性体、１１：上連結鋼板、１１ａ：上部スライド面、１１ｂ：上係合部、１２：下連結鋼板、１２ａ：下部スライド面、１２ｂ：下係合部、１３：上部上揚力押え部材、１３ａ：係合突部、１３ｂ：固定ボルト挿通孔、１３ｃ：上揚力押え部、１４：下部上揚力押え部材、１４ａ：係合突部、１４ｂ：固定ボルト挿通孔、１４ｃ：上揚力押え部、１５：固定ボルト

Claims (3)

1. 上部構造に固定され表面がスライド面を構成する上部部材と、
   下部構造に固定され表面がスライド面を構成する下部部材と、
   上部部材に直交する一方の方向に対向して所定間隔をおいて平行に配置され下部に直交する一方の方向のガイド部が形成される上部ガイド部材と、
   下部部材に直交する他方の方向に対向して所定間隔をおいて平行に配置され上部に直交する他方の方向のガイド部が形成される下部ガイド部材と、
   弾性体の上下に上下連結鋼板が固定された弾性支承と、
   を備え、
   上連結鋼板の表面が上部部材のスライド面と上部スライド部を形成し、上連結鋼板の両端に下部スライド部材の直交する他方の方向のガイド部と係合し直交する他方の方向の移動を許容し直交する一方の方向の移動を阻止する上係合部を形成し、下連結鋼板の表面が下部部材のスライド面と下部スライド部を形成し、下連結鋼板の両端に上部スライド部材の直交する一方の方向のガイド部と係合し直交する他方の方向の移動を許容し直交する他方の方向の移動を阻止する下係合部を形成し、下部ガイド部材に弾性支承の上連結鋼板を押える上部上揚力押え部材を固定し、上部ガイド部材に弾性支承の下連結鋼板を押える下部上揚力押え部材を固定することを特徴とする構造物用両面スライド支承装置。
2. 下部ガイド部材に上部上揚力押え部材に形成した係合突部が嵌合する嵌合凹部を形成し、上部ガイド部材に下部上揚力押え部材に形成した係合突部が嵌合する嵌合凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載の構造物用両面スライド支承装置。
3. 弾性支承の上連結鋼板の上係合部を上連結鋼板の表面より下に位置させ、下連結鋼板の下係合部を下連結鋼板の表面より上に位置させることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物用両面スライド支承装置。

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