JP6860380B2 - A cooling device for a slip seismic isolation device and a seismic isolation structure equipped with the cooling device. - Google Patents
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Description
本発明は、滑り免震装置の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for a slip seismic isolation device.
免震装置を介して建物を支持する免震構造が知られている。免震装置は、滑り免震装置、転がり免震装置、積層ゴム等からなるアイソレータと、オイルダンパー、鋼材ダンパー、鉛ダンパー等からなるダンパーとに大別される。一般的に、オイルダンパーを除く免震装置は、下側ベースプレートと上側ベースプレートとを有し、下側ベースプレートが鉄筋コンクリート造の下部構造の上に設置され、上側ベースプレートの上に構造物が建築される。構造物は、免震装置により地面と分離して建てられており、地震の揺れが上側ベースプレート上方の構造物に減衰して伝わることにより、地震による被害を抑えることができる。 A seismic isolation structure that supports a building via a seismic isolation device is known. Seismic isolation devices are roughly classified into isolators made of sliding seismic isolation devices, rolling seismic isolation devices, laminated rubber, etc., and dampers made of oil dampers, steel dampers, lead dampers, etc. Generally, a seismic isolation device excluding an oil damper has a lower base plate and an upper base plate, the lower base plate is installed on a reinforced concrete substructure, and the structure is built on the upper base plate. .. The structure is built separately from the ground by a seismic isolation device, and the shaking of the earthquake is attenuated and transmitted to the structure above the upper base plate, so that damage caused by the earthquake can be suppressed.
免震装置の一種である滑り免震装置は、下部構造側に設けられた滑り板と、構造物側に設けられた支承部とを有し、地震時には、滑り板上で支承部が滑動することにより、構造物の揺れを抑えるものである。地震時に滑り板上で支承部が滑動すると、摩擦熱が発生する。滑り免震装置は、一般に、滑り板がステンレスなどの金属材料、支承部がゴム系の材料から構成されているため、発生した摩擦熱は熱容量の大きな滑り板側に移動し、滑り板の温度が上昇する。 A sliding seismic isolation device, which is a type of seismic isolation device, has a sliding plate provided on the lower structure side and a bearing portion provided on the structure side, and the bearing portion slides on the sliding plate in the event of an earthquake. As a result, the shaking of the structure is suppressed. Friction heat is generated when the bearing slides on the sliding plate during an earthquake. In a slip seismic isolation device, the slip plate is generally made of a metal material such as stainless steel, and the bearing is made of a rubber-based material. Therefore, the generated frictional heat moves to the slide plate side with a large heat capacity, and the temperature of the slide plate Rise.
非特許文献1には、滑り板の温度が上昇すると、滑り摩擦係数が低下することが報告されている。そのため、長周期・長時間の地震動による繰り返し摺動では大きな摩擦熱が発生し、滑り摩擦係数が低下して免震変位が増大し、免震部で擁壁衝突が発生する危険性がある。また、滑り板の中央部は、常に支承部が接触しているため、空気に放熱されず温度が下がりにくい。支承径が大きくなるほど滑り板の空気に接触しない部分が広くなるが、近年、構造物の大型化に伴い使用される支承もますます大型化しており、このような大型の滑り免震装置では、摩擦熱の放熱に時間がかかり、長周期・長時間の地震や、短い間隔で複数回の余震が発生する場合に、滑り板の温度が高くなり、滑り摩擦係数が低下することで、所定の免震性能を発揮できないことが懸念される。 Non-Patent Document 1 reports that the sliding friction coefficient decreases as the temperature of the sliding plate rises. Therefore, there is a risk that a large frictional heat will be generated during repeated sliding due to long-period and long-term seismic motion, the sliding friction coefficient will decrease, the seismic isolation displacement will increase, and a retaining wall collision will occur at the seismic isolation portion. Further, since the support portion is always in contact with the central portion of the sliding plate, heat is not dissipated to the air and the temperature does not easily drop. The larger the bearing diameter, the wider the part of the sliding plate that does not come into contact with the air, but in recent years, the bearings used have become larger and larger as the size of the structure has increased. It takes time to dissipate frictional heat, and when a long-period, long-term earthquake or multiple aftershocks occur at short intervals, the temperature of the sliding plate rises and the sliding friction coefficient decreases, resulting in a predetermined value. There is concern that seismic isolation performance cannot be demonstrated.
そのため、滑り免震装置において、地震時に滑り板の温度上昇を防ぐことが求められている。特許文献1には、履歴減衰能を有する免震部材を介装してなり、この免震部材の外周に、外方に延出する金属製の放熱フィンを設けた免震装置が提案されている。しかし、滑り免震装置は、外周面が小さく、特許文献1に提案されている方法と同様の放熱フィンを設ける構成を採用することは困難である。また、支承部の滑動の障害物となるため、冷却フィン、液冷チャンバーなどの冷却装置、冷却構造等を滑り板の上面に直接設けることはできない。 Therefore, in the slip seismic isolation device, it is required to prevent the temperature rise of the slip plate during an earthquake. Patent Document 1 proposes a seismic isolation device in which a seismic isolation member having a history damping ability is interposed, and a metal heat-dissipating fin extending outward is provided on the outer periphery of the seismic isolation member. There is. However, the slip seismic isolation device has a small outer peripheral surface, and it is difficult to adopt a configuration in which heat radiation fins similar to the method proposed in Patent Document 1 are provided. Further, since it becomes an obstacle to the sliding of the bearing portion, it is not possible to directly provide a cooling fin, a cooling device such as a liquid cooling chamber, a cooling structure, or the like on the upper surface of the sliding plate.
滑り免震装置の冷却装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a cooling device for a slip seismic isolation device.
1.中央に円形の開口部を有する基板と、
前記基板から立設した複数のフィンと、
を有することを特徴とする滑り免震装置の冷却装置。
2.水平方向に分割可能であることを特徴とする1.に記載の冷却装置。
3.前記基板が、外周に乗り上げ部を有することを特徴とする1.または2.に記載の冷却装置。
4.支承部と滑り板とを備える滑り免震装置と、
開口部に前記支承部が収まるように載置された1.〜3.のいずれかに記載の冷却装置と、
を有し、
前記冷却装置の基板が、前記滑り板上に放熱グリースを介して載置されていることを特徴とする免震構造。
5.前記滑り板を固定する固定部材の頭部がカバーで覆われていることを特徴とする4.に記載の免震構造。
1. 1. A substrate with a circular opening in the center,
With a plurality of fins erected from the substrate,
A cooling device for a slip seismic isolation device, which comprises.
2. It is characterized in that it can be divided in the horizontal direction. The cooling device described in.
3. 3. The substrate is characterized by having a riding portion on the outer periphery. Or 2. The cooling device described in.
4. A slip seismic isolation device equipped with a bearing and a slip plate,
1. It was placed so that the bearing would fit in the opening. ~ 3. With the cooling device described in any of
Have,
A seismic isolation structure characterized in that a substrate of the cooling device is placed on the sliding plate via thermal paste.
5. 4. The head of the fixing member for fixing the sliding plate is covered with a cover. Seismic isolation structure described in.
本発明の冷却装置により、地震時に温度が上昇した滑り板を効果的に冷却することができる。本発明の冷却装置を備えた滑り免震装置は、長周期・長時間の地震であっても、滑り板の温度が上昇しにくく、免震性能を維持することができる。また、滑り板の温度を素早く低下させることができるため、短い間隔で複数回の余震が発生しても、短時間で滑り摩擦係数を初期値に戻し、本来の免震性能を発揮することができる。
水平方向に分割可能である冷却装置は、既設の滑り免震装置に追加の工事をすることなく、非常に簡便に設置することができる。外周に乗り上げ部を有する冷却装置は、滑り免震装置を下部構造側に固定しているボルト等の固定部材との干渉を防ぐことができる。また、地震の揺れで冷却装置が回転しても冷却装置と固定部材とが干渉しない。
The cooling device of the present invention can effectively cool the sliding plate whose temperature has risen during an earthquake. The sliding seismic isolation device provided with the cooling device of the present invention can maintain the seismic isolation performance because the temperature of the sliding plate does not easily rise even in a long-period and long-term earthquake. In addition, since the temperature of the slip plate can be lowered quickly, even if multiple aftershocks occur at short intervals, the slip friction coefficient can be returned to the initial value in a short time and the original seismic isolation performance can be exhibited. it can.
The cooling device that can be divided in the horizontal direction can be installed very easily without any additional work on the existing slip seismic isolation device. The cooling device having a riding portion on the outer periphery can prevent interference with a fixing member such as a bolt that fixes the slip seismic isolation device on the lower structure side. Further, even if the cooling device rotates due to the shaking of the earthquake, the cooling device and the fixing member do not interfere with each other.
冷却装置の基板を放熱グリースを介して滑り板上に載置することにより、滑り板と基板との密着性が増し、摩擦熱をより効率的に冷却装置に移動させることができる。また、放熱グリースにより、冷却装置の基板と滑り板との間で摩擦熱が発生することを防止することができる。滑り免震装置を下部構造側に固定しているボルト等の固定部材の頭部をカバーで覆うことにより、冷却装置が大地震による揺れで浮き上がり固定部材の上に乗り上げても、自然に滑り落ちて冷却装置と滑り板とが接触した状態に戻るため、冷却を再開することができる。 By placing the substrate of the cooling device on the sliding plate via the thermal grease, the adhesion between the sliding plate and the substrate is increased, and the frictional heat can be transferred to the cooling device more efficiently. Further, the thermal paste can prevent frictional heat from being generated between the substrate of the cooling device and the sliding plate. By covering the head of the fixing member such as the bolt that fixes the sliding seismic isolation device to the substructure side with a cover, the cooling device floats up due to the shaking caused by a large earthquake and slides off naturally even if it rides on the fixing member. The cooling device and the sliding plate are returned to the contact state, so that cooling can be restarted.
本発明は、中央に円形の開口部を有する基板と、この基板から立設した複数のフィンと、を有する滑り免震装置の冷却装置に関する。
図1〜3に、本発明の冷却装置の一実施態様の上面図、側面図、斜視図を示す。
The present invention relates to a cooling device for a slip seismic isolation device having a substrate having a circular opening in the center and a plurality of fins erected from the substrate.
1 to 3 show a top view, a side view, and a perspective view of one embodiment of the cooling device of the present invention.
一実施態様である冷却装置100は、基板110と、基板110から立設した複数のフィン120と、基板110の外周に乗り上げ部111とを有する。
冷却装置は、熱伝導性が高い材料から形成され、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、鉄、各種合金等の金属材料を好適に用いることができる。これらの中でコストと熱伝導性とのバランスに優れる銅、またはアルミニウムを特に好ましく用いることができる。また、基板を銅、フィンをアルミニウム、あるいは、一部のフィンを銅、残りのフィンをアルミニウム、のように複数種の金属材料から冷却装置を構成することもできる。
The
The cooling device is formed of a material having high thermal conductivity, and for example, a metal material such as gold, silver, copper, aluminum, zinc, iron, and various alloys can be preferably used. Among these, copper or aluminum, which has an excellent balance between cost and thermal conductivity, can be particularly preferably used. Further, the cooling device can be composed of a plurality of kinds of metal materials such as copper for the substrate, aluminum for the fins, or copper for some fins and aluminum for the remaining fins.
基板110は、平面視円環形状であり、中央に円形の開口部112を有する。冷却装置100は、開口部112に滑り免震装置の支承部が収まるように設置されるが、地震の際に支承部、及び冷却装置が滑り板上で滑動しても、支承部と基板とが干渉しないように、開口部112は、支承部より大きな口径を有する。
一実施態様である冷却装置100は、水平方向に分割可能であり、同一構造である二つの半円環状部材が結合部材130で結合されている。一実施態様である冷却装置100は、支承部を取り囲むように二つの半円環状部材を載置して結合するだけで設置することができ、既設の滑り免震装置に手を加える必要がないため、設置が容易であり、また、多数の滑り免震装置に設置する場合でも短い工期で行うことができる。
The
The
一実施態様である冷却装置100は、基板110の外周に乗り上げ部111を有する。乗り上げ部111は、鉛直方向で基板110より上方に位置する。これは、下記で詳述するが、地震時に冷却装置が滑り板上で滑動した際に、滑り免震装置を下部構造に固定するボルト等の固定部材の頭部と冷却装置とが干渉することを防ぐためである。
The
フィン120は、冷却装置の表面積を増やして冷却効率を高めるものである。一実施態様である冷却装置100において、フィン120は、開口部112を中心に放射線状に延びている。本発明の冷却装置において、フィンの形状は特に限定されず、例えば、同心円状や、突起状等にすることができる。
The
本発明の冷却装置は、滑り免震装置に設置されるものである。
図4、5に、一実施態様である冷却装置を滑り免震装置に設置した冷却装置付き免震構造の側面図、斜視図を示す。
滑り免震装置200は、フランジ(図示せず)、支承部210、滑り板220、補強板230を備える。フランジは、支承部210の上部に位置し、支承部210を構造物側に固定するものである。滑り板220は、地震の際に支承部210が滑動する領域であり、補強板230に固定されている。補強板230は、滑り板210を固定、補強するとともに、下部構造側に固定部材(ボルト)240により固定されている。固定部材240の頭部は、半球状のカバー241で覆われている。
The cooling device of the present invention is installed in a slip seismic isolation device.
FIGS. 4 and 5 show side views and perspective views of a seismic isolation structure with a cooling device in which a cooling device according to an embodiment is installed in a sliding seismic isolation device.
The slip
冷却装置100は、開口部112に支承部210が収まるように、また、基板110と滑り板220との間に放熱グリース(図示せず)を介して載置されている。放熱グリースにより、基板110と滑り板220との密着性が高まり、地震時に生じる摩擦熱をより効率的に基板110に移動させ、滑り板220を冷却することができる。また、放熱グリースにより、地震時に滑り板220と基板110との間での摩擦を小さくし、摩擦熱の発生を抑制することができる。なお、放熱グリースとしては、市販されているものを適宜用いることができる。
The
乗り上げ部111は、カバー241より上方に位置する。地震時には、冷却装置100が滑り板220上を滑動するが、乗り上げ部111がカバー241より上方に位置することにより、カバー241と冷却装置100との干渉を防ぐことができる。また、乗り上げ部111は基板110の全外周に設けられているため、地震の揺れで冷却装置100が回転しても、カバー241と冷却装置100との干渉を防ぐことができる。さらに、カバー241は半球状であるため、仮に、非常に大きな地震が発生して、冷却装置100が浮き上がってカバー241上に乗り上げたとしても、冷却装置100は自然に滑り落ちて基板110と滑り板220とが接触した状態に戻ることができる。
The riding
100 冷却装置
110 基板
111 乗り上げ部
112 開口部
120 フィン
130 結合部材
200 滑り免震装置
210 支承部
220 滑り板
230 補強板
240 固定部材
241 カバー
100
200 Slip
Claims (1)
中央に、前記滑り免震装置の支承部より大きい円形の開口部を有する基板と、
前記基板から立設した複数のフィンと、
を有することを特徴とする滑り免震装置用の冷却装置。 A cooling device that is placed on a sliding plate so as to surround the support portion of the sliding seismic isolation device and cools the sliding plate.
A substrate having a circular opening larger than the bearing portion of the slip seismic isolation device in the center,
With a plurality of fins erected from the substrate,
A cooling device for a slip seismic isolation device characterized by having.
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