JP7050553B2 - Supporting equipment for structures - Google Patents
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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の間に設置され、弾性部材の弾性変位により地震エネルギーを吸収する支承において、直交する二方向で変位量が異なる構造物用支承装置に関する。 The present invention is for structures that are installed between the superstructure and substructure of structures such as buildings and bridges and have different displacements in two orthogonal directions in a bearing that absorbs seismic energy due to elastic displacement of elastic members. Regarding bearing equipment.
従来、構造物用支承装置として、弾性部材の弾性変位により地震エネルギーを吸収する弾性支承装置が開発されている。 Conventionally, as a bearing device for a structure, an elastic bearing device that absorbs seismic energy by elastic displacement of an elastic member has been developed.
従来の弾性支承装置は、弾性体それ自体のせん断弾性率は方向性がなく、直交する一方の方向と直交する他方の方向に対して同一の性能値(許容変位量・剛性)を有するものである。 In the conventional elastic bearing device, the elastic modulus of the elastic body itself is not directional, and has the same performance value (allowable displacement amount / rigidity) in one direction orthogonal to the other direction orthogonal to the orthogonal direction. be.
しかしながら、構造物の種別等により、直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)が異なる場合がある。
この場合、弾性支承の形状(構造)を決定するにあたり、その形状(構造)を必要性能の低い方に対応させて設定すると変位性能が不足することになるため、必要性能の高い方に対応させて形状(構造)を設定することになるが、これでは弾性体の平面寸法が大きくなり、弾性支承が大型になり、コスト高を招くことにもなるという問題があった。
However, the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in one orthogonal direction and the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in the other orthogonal direction may differ depending on the type of structure or the like.
In this case, when determining the shape (structure) of the elastic bearing, if the shape (structure) is set according to the one with the lower required performance, the displacement performance will be insufficient, so the one with the higher required performance should be used. However, this has the problem that the plane dimension of the elastic body becomes large, the elastic bearing becomes large, and the cost increases.
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、弾性体の寸法を大きくすることなく、直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)を異なるように設定することが可能な構造物用支承装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the prior art, has a simple structure, and is orthogonal to the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in one orthogonal direction without increasing the size of the elastic body. It is an object of the present invention to provide a structural support device capable of setting required performance values (allowable displacement amount / rigidity) in different directions.
本発明の構造物用支承装置は、前記課題を解決するために、構造物の下部構造と上部構造間に所定間隔をおいて配置される弾性体を有する複数の弾性支承の内、上下いずれかに一方向変位阻止手段が配置され直交する一方の方向の応力に対して弾性体を変形させること無く直交する一方の方向に変位する第一弾性支承と、全方向の応力に対して弾性体を変形させて全方向に変位する第二弾性支承とを備え、第一弾性支承の応力による変位量と第二弾性支承の応力による変位量を異なるように設定し、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the structural support device of the present invention is one of the upper and lower elastic supports having elastic bodies arranged at predetermined intervals between the lower structure and the upper structure of the structure. A one-way displacement blocking means is placed in the first elastic support that displaces the elastic body in one direction orthogonal to the stress in one direction without deforming the elastic body, and the elastic body against stress in all directions. It is equipped with a second elastic support that is deformed and displaced in all directions, and the amount of displacement due to the stress of the first elastic support and the amount of displacement due to the stress of the second elastic support are set differently, and the amount of displacement is due to the stress in one of the orthogonal directions. It is characterized in that the amount of displacement due to stress in the other direction orthogonal to the amount of displacement is different.
また、本発明の構造物用支承装置は、第一弾性支承の上下の一方を上部構造又は下部構造に固定し、他方を上部構造又は下部構造に固定することなく一方向変位伝達阻止手段を介して、第一弾性支承を直交する一方の方向の変位のみを伝達可能とすることを特徴とする。 Further, in the structural support device of the present invention, one of the upper and lower parts of the first elastic support is fixed to the superstructure or the lower structure, and the other is fixed to the superstructure or the lower structure via a one-way displacement transmission blocking means. The first elastic support is characterized in that it can transmit only the displacement in one direction orthogonal to the first elastic support.
また、本発明の構造物用承装置は、第二弾性支承を上部構造側と下部構造側に固定し全方向の応力を伝達可能とするか、一端を上部構造側或いは下部構造側に固定し他端を上部構造側又は下部構造側に形成した凹部に嵌合し全方向の応力を伝達可能とすることを特徴とする。 Further, in the structure receiving device of the present invention, the second elastic support is fixed to the superstructure side and the substructure side so that stress can be transmitted in all directions, or one end is fixed to the superstructure side or the substructure side. The other end is fitted into a recess formed on the superstructure side or the substructure side so that stress in all directions can be transmitted.
また、本発明の構造物用支承装置は、一方向変位阻止手段を第一弾性支承の上下いずれかの両側を拘束する一対のサイドブロック又は第一弾性支承側に固定された係合ピンと上部構造側又は下部構造側に形成された直交する一方の方向に伸びる長溝との係合の少なくともいずれかとすることを特徴とする。 Further, the structural bearing device of the present invention has a pair of side blocks for restraining the one-way displacement preventing means on either the upper or lower sides of the first elastic bearing, or an engaging pin fixed to the first elastic bearing side and a superstructure. It is characterized by at least one of engagement with a long groove formed on the side or the substructure side and extending in one of the orthogonal directions.
また、本発明の構造物用支承装置は、一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の弾性体の体積量を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することを特徴とする。 Further, the structural support device of the present invention has one direction orthogonal to each other by changing the volume of the elastic body of the first elastic support that can be displaced in only one direction and the elastic body of the second elastic support that can be displaced in all directions. It is characterized in that the displacement amount of the stress in the other direction orthogonal to the displacement amount due to the stress of is set differently.
また、本発明の構造物用支承装置は、一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の静的せん断弾性係数を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することを特徴とする。 Further, the structural support device of the present invention has one direction orthogonal to each other by changing the static shear elastic modulus of the first elastic support that can be displaced in only one direction and the second elastic support that can be displaced in all directions. It is characterized in that the displacement amount of the stress in the other direction orthogonal to the displacement amount due to the stress of is set differently.
また、本発明の構造物用支承装置は、第一弾性支承と第二弾性支承を共通のプレートに固定し、共通プレートを上部構造又は下部構造に固定することを特徴とする。 Further, the structural bearing device of the present invention is characterized in that the first elastic bearing and the second elastic bearing are fixed to a common plate, and the common plate is fixed to a superstructure or a lower structure.
また、本発明の構造物用支承装置は、第一弾性支承と第二弾性支承を個々に上部構造及び下部構造に配置することを特徴とする。 Further, the structural bearing device of the present invention is characterized in that the first elastic bearing and the second elastic bearing are individually arranged in the superstructure and the lower structure.
構造物の下部構造と上部構造間に所定間隔をおいて配置される弾性体を有する複数の弾性支承の内、上下いずれかに一方向変位阻止手段が配置され直交する一方の方向の応力に対して弾性体を変形させること無く直交する一方の方向に変位する第一弾性支承と、全方向の応力に対して弾性体を変形させて全方向に変位する第二弾性支承とを備え、第一弾性支承の応力による変位量と第二弾性支承の応力による変位量を異なるように設定し、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることで、簡単な構成で上部構造と下部構造間の同一空間内に異剛性を備えた複数の弾性支承を配置することができ、支承高さを低く押えて、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量を異なるように設定することが可能となる。
第一弾性支承の上下の一方を上部構造又は下部構造に固定し、他方を上部構造又は下部構造に固定することなく一方向変位伝達阻止手段を介して、第一弾性支承を直交する一方の方向の変位のみを伝達可能とすることで、第一弾性支承が直交する一方の方向の応力に対して弾性体を変形させることなく直交する一方の方向に変位することを可能とする。
第二弾性支承を上部構造側と下部構造側に固定し全方向の応力を伝達可能とするか、一端を上部構造側或いは下部構造側に固定し他端を上部構造側又は下部構造側に形成した凹部に嵌合し全方向の応力を伝達可能とすることで、全方向の応力に対して弾性体を変形させ直交する一方の方向及び直交する他方の方向に変位することを可能とする。
一方向変位阻止手段を第一弾性支承の上下いずれかの両側を拘束する一対のサイドブロック又は第一弾性支承側に固定された係合ピンと上部構造側又は下部構造側に形成された直交する一方の方向に伸びる長溝との係合の少なくともいずれかとすることで、簡単な構成で確実に直交する一方向の変位を阻止することが可能となる。
一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の弾性体の体積量を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することで、簡単な構成で直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)を異なるように設定することが可能となる。
一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の弾性体の静的せん断弾性係数を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することで、簡単な構成で直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)を異なるように設定することが可能となる。
第一弾性支承と第二弾性支承を共通のプレートに固定し、共通プレートを上部構造又は下部構造に固定することで、複数の弾性支承をユニット化して上部構造と下部構造間に設置することが可能となる。
第一弾性支承と第二弾性支承を個々に上部構造及び下部構造に配置することで、各種構造物に要求される条件の的確に対応することが可能となる。
Of a plurality of elastic supports having elastic bodies arranged at predetermined intervals between the lower structure and the upper structure of the structure, one-way displacement blocking means is arranged on either the upper or lower side to withstand stress in one direction orthogonal to each other. It is equipped with a first elastic bearing that is displaced in one direction orthogonal to each other without deforming the elastic body, and a second elastic bearing that deforms the elastic body and is displaced in all directions in response to stress in all directions. Set the amount of displacement due to the stress of the elastic support and the amount of displacement due to the stress of the second elastic support differently so that the amount of displacement due to the stress in one direction orthogonal to each other and the amount of displacement due to the stress in the other direction orthogonal to each other are different. As a result, it is possible to arrange multiple elastic supports with different rigidity in the same space between the upper structure and the lower structure with a simple configuration, keep the support height low, and apply stress in one of the orthogonal directions. It is possible to set the amount of displacement due to stress in the other direction orthogonal to the amount of displacement to be different.
One of the upper and lower sides of the first elastic support is fixed to the upper structure or the lower structure, and the other is orthogonal to the first elastic support via the one-way displacement transmission blocking means without fixing to the upper structure or the lower structure. By making it possible to transmit only the displacement of, the first elastic bearing can be displaced in one direction orthogonal to the stress in one direction orthogonal to the elastic body without deforming the elastic body.
The second elastic support is fixed to the superstructure side and the substructure side so that stress can be transmitted in all directions, or one end is fixed to the superstructure side or the substructure side and the other end is formed to the superstructure side or the substructure side. By fitting into the recessed portion and making it possible to transmit stress in all directions, it is possible to deform the elastic body with respect to the stress in all directions and displace it in one direction orthogonal to it and the other direction orthogonal to it.
A pair of side blocks that restrain one-way displacement blocking means on either the upper or lower side of the first elastic support or an engaging pin fixed to the first elastic support side and one orthogonal one formed on the upper structure side or the lower structure side. By using at least one of the engagements with the long groove extending in the direction of, it is possible to prevent the displacement in one direction surely orthogonal to each other with a simple configuration.
By changing the volume of the elastic body of the first elastic bearing that can be displaced in only one direction and the elastic body of the second elastic bearing that can be displaced in all directions, the displacement amount in one direction orthogonal to the displacement amount in the other direction is orthogonal. By setting the displacement amount of stress differently, the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in one direction orthogonal to each other and the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in the other direction orthogonal to each other with a simple configuration Can be set differently.
By changing the static shear elastic coefficient of the elastic body of the first elastic bearing that can be displaced in only one direction and the elastic body of the second elastic bearing that can be displaced in all directions, the other is orthogonal to the amount of displacement due to stress in one direction orthogonal to each other. By setting the displacement amount of stress in the direction of to be different, the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in one direction orthogonal to the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in the other direction orthogonal to each other with a simple configuration・ Rigidity) can be set differently.
By fixing the first elastic bearing and the second elastic bearing to a common plate and fixing the common plate to the superstructure or the substructure, it is possible to unitize multiple elastic bearings and install them between the superstructure and the substructure. It will be possible.
By arranging the first elastic bearing and the second elastic bearing individually in the superstructure and the substructure, it is possible to accurately meet the conditions required for various structures.
本発明の実施形態を図により説明する。図1~図4は、本発明の構造物用支承装置の一実施形態を示す図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 are views showing an embodiment of the structural bearing device of the present invention.
構造物用支承装置1は、建築物や橋梁等の構造物の上部構造2と下部構造3との間に配置される。上部構造2にはソールプレート4がセットボルト5で固定され、下部構造3にはベースプレート6がアンカーボルト7で固定される。
The structural bearing
構造物用支承装置1は、上部構造2と下部構造間に配置される弾性体を有する複数の弾性支承を備えている。複数の弾性支承の内、一方向変位伝達阻止手段を介して直交する一方の方向(以下、「X方向」という。)のみの応力が伝達される第一弾性支承8と、X方向と直交する他方の方向(以下、「Y方向」という。)の全方向の応力が伝達される第二弾性支承9を有している。
The structural bearing
第一弾性支承8と第二弾性支承9を上部構造2と下部構造3との間に配置する際、第一弾性支承8と第二弾性支承9の高さを同じにするか、高さが異なる場合には高さが高い弾性支承の一部をソールプレート4又はベースプレート6に形成した凹部に収容して配置し、複数の弾性支承を上部構造と2と下部構造3の同一空間に配置し、支承高さを低く押えることが可能になる。
When arranging the first
第一弾性支承8は、ゴム等の弾性体8aの上下に上連結鋼板8bと下連結鋼板8cが加硫成形により一体化されている。図に示される実施形態では、第一弾性支承8の下連結鋼板8cが固定ボルト8dでベースプレート6に固定され、上連結鋼板8bは上部構造側のソールプレート4に固定していないが、上連結鋼板8bをソールプレート4に固定し、下連結鋼板8cをベースプレート6に固定しないようにしても良い。
In the first
第一弾性支承8の上連結鋼板8bに上部部材10が固定ボルト10bで固定される。上部部材10は、上連結鋼板8bより大きく形成される。上連結鋼板8bの両側に一対のサイドブロック11が固定ボルト12によりソールプレート4に固定される。一対のサイドブロック11は、上連結鋼板8bと上部部材10との段差と係合してY方向変位阻止手段を形成する。
The
また、上部部材10に係合ピン10aを形成し、係合ピン10aをソールプレート4に形成されたX方向に伸びる長溝4aと係合してY方向変位阻止手段を形成しても良い。サイドブロック11によるY方向変位阻止手段と係合ピン10aと長溝4aとの係合によるY方向変位阻止手段を併用しても良い。第一弾性支承8は、X方向の応力が付加されると弾性体8aを変形させることなくX方向に変位する。
Further, the engaging
図1(b)に示すように、上部部材9の上面に低摩擦材13を配置し、ソールプレート4の下面とスライド面を形成しても良い。図1(b)に示す実施形態では、第一弾性支承8は、鉛直力支持機能を有する。
As shown in FIG. 1 (b), the
第二弾性支承9は、ゴム等の弾性体9aの上下に上連結鋼板9bと下連結鋼板9cが加硫成形により一体化されている。第二弾性支承9の下連結鋼板9cが固定ボルト9dでベースプレート6に固定され、上連結鋼板9bは固定ボルト9dでソールプレート4に固定される。図1(a)に示す実施形態では、第二弾性支承9は、ベースプレート6とソールプレート4と空間を形成することなく固定されるので第二弾性支承9は鉛直力支持機能を有する。第二弾性支承9は、全方向の応力に対して弾性体9aを変形させ全方向に変位する。
In the second
図1(c)に示すように、第一弾性支承8の上部部材9の上面とソールプレート4の下面が接しないようにしても良い。図1(c)に示す実施形態では第一弾性支承8は鉛直力支持機能を有せず水平力支持機能を有する。
As shown in FIG. 1 (c), the upper surface of the
図1(d)に示すように、第二弾性支承9の下連結鋼板9cをベースプレート6に固定し、上連結鋼板9bをソールプレート4に形成した凹部4bに上連結鋼板9bの全周が凹部に接するように嵌合し、上連結鋼板9bとソールプレート4の凹部4bの下面との間に空隙が形成するようにする。このように構成することによる第二弾性支承9には全方向の変位が伝達されるが、鉛直力支持機能を有しない。
As shown in FIG. 1 (d), the lower connecting
図1(a)、図1(b)に示すように、第一弾性支承8と第二弾性支承9が鉛直力支持機能を有する場合はシューとして使用する。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), when the first
図1(c)、図1(d)に示すように、第一弾性支承8と第二弾性支承9が鉛直力支持機能を有しない場合は、水平力支持機能を有するバッファとして使用する。バッファとして使用する場合は、別に鉛直力支持機構が必要である。
As shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d), when the first
図1~図4に示される実施形態では、第一弾性支承8の配置数が第二弾性支承9の配置数より多いが、設定された直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)との設定値に応じて、第二弾性支承9の配置数を第一弾性支承8の配置数より多くしたり、弾性体8a,9aの体積量や静的せん断弾性係数を変えて必要性能値にしても良い。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the number of arrangements of the first
図1~図4に示される実施形態では、複数の第一弾性支承8と第二弾性支承9が共通のベースプレート6に固定されているが、構造物の種類に応じて要求される配置が変化する場合、個々の第一弾性支承8、第二弾性支承9を別々に上部構造2と下部構造3間に配置しても良い。
In the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, a plurality of first
図5~図8は、構造物用支承1の他の実施形態を示す。この実施形態と図1~図4に示す実施形態の構成の差は、第一弾性支承8と第二弾性支承9の配置数を同じするというもので、他の構成は図1~図4に示す実施形態と同様であるので説明を省略する。
5 to 8 show another embodiment of the
以上のように本発明の構造物用支承装置1によれば、応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることで、簡単な構成で上部構造と下部構造間の同一空間内に異剛性を備えた複数の弾性支承を配置することができ、支承高さを低く押えて、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量を異なるように設定することが可能となる。
As described above, according to the
1:構造物用支承装置、2:上部構造、3:下部構造、4:ソールプレート、4a:長溝、4b:凹部、5:セットボルト、6:ベースプレート、7:アンカーボルト、8:第一弾性支承、8a:弾性体、8b:上連結鋼板、8c:下連結鋼板、8d:固定ボルト、9:第二弾性支承、9a:弾性体、9b:上連結鋼板、9c:下連結鋼板、9d:固定ボルト、10:上部部材、10a:係合突起、10b:固定ボルト、11:サイドブロック、12:固定ボルト、13:低摩擦材、
1: Structural support device 2: Upper structure 3: Lower structure 4:
Claims (8)
第一弾性支承の応力による変位量と第二弾性支承の応力による変位量を異なるように設定し、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることを特徴とする構造物用支承装置。 Of a plurality of elastic supports having elastic bodies arranged at predetermined intervals between the lower structure and the upper structure of the structure, one-way displacement blocking means is arranged on either the upper or lower side to withstand stress in one direction orthogonal to each other. It is equipped with a first elastic bearing that displaces in one direction orthogonal to each other without deforming the elastic body, and a second elastic bearing that deforms the elastic body and displaces in all directions in response to stress in all directions.
The amount of displacement due to the stress of the first elastic support and the amount of displacement due to the stress of the second elastic support are set differently so that the amount of displacement due to the stress in one orthogonal direction and the amount of displacement due to the stress in the other direction orthogonal to each other are different. A support device for structures characterized by the displacement.
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