JP7071897B2 - Multi-sided slide bearing device 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との間に配置される構造物用多面スライド支承装置に関する。 The present invention relates to a multi-sided slide bearing device for structures arranged between an upper structure and a lower structure of a structure such as a building or a bridge.
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面をスライド面としたスライド部材を配置し、上下スライド面の摩擦減衰により地震エネルギーを低減する構造物用多面スライド支承が提案されている。 As a seismic isolation or vibration control bearing device for structures, a slide member with upper and lower surfaces as slide surfaces is placed between the upper structure and lower structure, and multi-sided slides for structures that reduce seismic energy by friction damping of the upper and lower slide surfaces. Bearings have been proposed.
特許文献1:特開2001-140976号公報 Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-140976
従来の構造物用多面スライド支承は、構造が複雑であり、部品点数も多く、製造コストも高価になるという問題を有する。また、地震時の相対変位に対してスライドを開始する際の反力は、連続スライド字に比較し20~30%増加する。このスライド開始時の増大した反力により、連続スライド時の反力によって設計された取付ボルト等の部品が破損するという問題が発生する。 Conventional multi-sided slide bearings for structures have problems that the structure is complicated, the number of parts is large, and the manufacturing cost is high. In addition, the reaction force at the start of sliding with respect to the relative displacement at the time of an earthquake increases by 20 to 30% as compared with the continuous slide character. The increased reaction force at the start of the slide causes a problem that parts such as mounting bolts designed by the reaction force at the time of continuous sliding are damaged.
また、発生回数の多い低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と、巨大地震に対する大きな免震が可能な構造物用多面スライド支承が要求されている。 In addition, there is a demand for stable seismic energy reduction effects for low-seismic earthquakes that occur frequently, and multi-faceted slide bearings for structures that can provide large seismic isolation against large earthquakes.
さらに、地震時の相対変位に対して上部構造又は下部構造への地震エネルギーの伝達に時間差を持たせ応答加速度を低減させることが可能な構造物用多面スライド支承が要求されている。 Further, there is a demand for multi-faceted slide bearings for structures capable of reducing the response acceleration by giving a time lag in the transmission of seismic energy to the superstructure or the substructure with respect to the relative displacement during an earthquake.
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、地震時に作用する全方向の水平変位に対してスライド可能で、スライド面のスライド開始時の反力を減少させ、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震にたいしても大きなブレーキがかかる構造物用多面スライド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, is slidable with respect to horizontal displacement in all directions acting during an earthquake, reduces the reaction force at the start of sliding of the sliding surface, and is low. It is an object of the present invention to provide a multi-faceted slide bearing device for structures, which has a stable seismic energy reduction effect for earthquakes of seismic intensity and a large brake is applied even for a large earthquake.
本発明の構造物用多面スライド支承装置は、前記課題を解決するために、構造物の上部構造の下側に配置される上部部材と、構造物の下部構造の上側に配置される下部部材と、上部部材と下部部材の間に配置される上下に上連結鋼板、下連結鋼板が一体化された回転吸収弾性部材と、を備え、上部部材又は下部部材の一方を上部構造側又は下部構造側に固定し、固定された上部部材又は下部部材に回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板を固定し、固定されない回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板と面接触する固定されない上部部材又は下部部材との間に水平全方向スライド可能な第一スライド面を形成し、固定されていない上部部材又は下部部材と面接触する上部構造又は下部構造との間に水平全方向スライド可能な第二スライド面を形成し、第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を異なるように設定することを特徴とする。 In the multi-sided slide support device for a structure of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, an upper member arranged on the lower side of the upper structure of the structure and a lower member arranged on the upper side of the lower structure of the structure , A rotational absorption elastic member in which an upper connecting steel plate and a lower connecting steel plate are integrated vertically and vertically arranged between the upper member and the lower member, and one of the upper member or the lower member is on the upper structure side or the lower structure side. The upper or lower connecting steel plate of the rotational absorption elastic member is fixed to the fixed upper or lower member, and the upper or lower connecting steel plate of the rotational absorption elastic member is not fixed. A first slide surface that can slide horizontally and omnidirectionally is formed between the member or the lower member, and can slide horizontally and omnidirectionally between the upper structure or the lower structure that comes into surface contact with the unfixed upper member or the lower member. It is characterized in that a second slide surface is formed and the friction coefficients of the first slide surface and the second slide surface are set differently.
また、本発明の構造物用多面スライド支承知装置は、第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の小さいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第一スライド制限部材を設け、第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の大きいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第二スライド制限部材を設けることを特徴とする。 Further, the multi-sided slide support device for structures of the present invention includes a first slide limiting member that constantly limits the horizontal omnidirectional slide of the slide surface having a small friction coefficient among the first slide surface and the second slide surface. It is characterized in that a second slide limiting member is provided, which restricts the slide in all horizontal directions of the slide surface having a large friction coefficient among the first slide surface and the second slide surface to a certain level.
また、本発明の構造物用多面スライド支承装置は、第一スライド制限部材と第二スライド制限部材の内壁に上部部材又は下部部材の衝突による衝撃を緩和する弾性材からなる緩衝部材を配置することを特徴とする。 Further, in the multi-sided slide bearing device for structures of the present invention, a cushioning member made of an elastic material for alleviating an impact due to a collision between an upper member or a lower member is arranged on the inner wall of the first slide limiting member and the second slide limiting member. It is characterized by.
また、本発明の構造物用多面スライド支承装置は、第一スライド面と第二スライド面面の摩擦係数を0.005~1.00の範囲で設定することを特徴とする。 Further, the multi-sided slide bearing device for structures of the present invention is characterized in that the friction coefficient between the first slide surface and the second slide surface surface is set in the range of 0.005 to 1.00.
構造物の上部構造の下側に配置される上部部材と、構造物の下部構造の上側に配置される下部部材と、上部部材と下部部材の間に配置される上下に上連結鋼板、下連結鋼板が一体化された回転吸収弾性部材と、を備え、上部部材又は下部部材の一方を上部構造側又は下部構造側に固定し、固定された上部部材又は下部部材に回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板を固定し、固定されない回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板と面接触する固定されない上部部材又は下部部材との間に水平全方向スライド可能な第一スライド面を形成し、固定されていない上部部材又は下部部材と面接触する上部構造又は下部構造との間に水平全方向スライド可能な第二スライド面を形成し、第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を異なるように設定することで、地震時の水平変位に対して第一スライド面と第二スライド面が時間差をおいてスライドを開始するので、スライド開始時の反力を減少することが可能となり、応答加速度を低減することが可能となる。また、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震に対して大きなブレーキ効果が可能となる。
第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の小さいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第一スライド制限部材を設け、第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の大きいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第二スライド制限部材を設けることで、小規模地震に対しても、巨大地震にたいしても安定して地震エネルギーを減衰することが可能となる。
第一スライド制限部材と第二スライド制限部材の内壁に上部部材又は下部部材の衝突による衝撃を緩和する弾性材からなる緩衝部材を配置することで、衝突によるスライド制限部材の損傷を防止する。
第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を0.005~1.00の範囲で設定することで、要求される応答加速度の低減幅に対応することが可能となる。
An upper member arranged on the lower side of the upper structure of the structure, a lower member arranged on the upper side of the lower structure of the structure, and upper and lower upper connecting steel plates and lower connecting members arranged between the upper member and the lower member. A rotation-absorbing elastic member integrated with a steel plate is provided, and one of the upper member or the lower member is fixed to the upper structure side or the lower structure side, and the rotation-absorbing elastic member is upwardly connected to the fixed upper member or lower member. The steel plate or the lower connecting steel plate is fixed, and a horizontal omnidirectional slideable first slide surface is formed between the upper connecting steel plate or the lower connecting steel plate which is not fixed and which is in surface contact with the upper connecting steel plate or the lower connecting steel plate which is not fixed. A second slide surface that can slide horizontally in all directions is formed between the upper or lower member that is not fixed and the upper structure or the lower structure that comes into surface contact with each other, and the friction coefficient between the first slide surface and the second slide surface. By setting differently, the first slide surface and the second slide surface start sliding with a time lag with respect to the horizontal displacement at the time of an earthquake, so it is possible to reduce the reaction force at the start of the slide. , It is possible to reduce the response acceleration. In addition, a stable seismic energy reduction effect for low-seismic earthquakes and a large braking effect for large earthquakes are possible.
A first slide limiting member is provided to limit the horizontal omnidirectional slide of the slide surface having a small friction coefficient between the first slide surface and the second slide surface, and the friction between the first slide surface and the second slide surface is provided. By providing a second slide limiting member that constantly limits the slide in all horizontal directions on the slide surface with a large coefficient, it is possible to stably attenuate seismic energy even for small earthquakes and large earthquakes. Become.
By arranging a cushioning member made of an elastic material that cushions the impact caused by the collision of the upper member or the lower member on the inner walls of the first slide limiting member and the second slide limiting member, damage to the slide limiting member due to the collision is prevented.
By setting the coefficient of friction between the first slide surface and the second slide surface in the range of 0.005 to 1.00, it is possible to correspond to the required reduction range of the response acceleration.
本発明の実施携帯を図により説明する。図1、図2、図3は、本発明の構造物用多面スライド支承装置の一実施形態を示す図である。 The mobile phone for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. 1, FIG. 2, and FIG. 3 are views showing an embodiment of the multi-sided slide bearing device for structures of the present invention.
構造物用多面スライド支承装置1は、建築物、橋梁等の構造物の下部構造2と上部構造3の間に配置される。
The multi-sided slide bearing
図に示される実施形態では、下部構造2上には、下部部材4がアンカーボルト5により固定される。上部構造3の下に上部部材6が固定されずに配置される。
In the embodiment shown in the figure, the
上部部材6と下部部材4の間に、上部に上連結鋼板8、下部に下連結鋼板9を加硫成形により一体化したゴム等の材料で形成される回転吸収弾性部材7配置される。
Between the
回転吸収弾性部材7の下連結鋼板9は下部部材4に固定ボルト10で固定される。回転吸収弾性部材7の上連結鋼板8と固定されていない上部部材6の下面が面接触し、上部部材6が水平全方向の変位に対してスライドする第一スライド面11を形成する。
The lower connecting
固定されていない上部部材6の上面と上部構造3の下面が面接触し、上部部材6が水平全方向の変位に対してスライド可能な第二スライド面12を形成する。
The upper surface of the unfixed
上部部材6の下面と上面には、ポリテトラフルオロエチレン等の低摩擦材13を配置する。上部構造3の下面及び上連結鋼板8の表面にステンレス等の低摩擦材を配置するのが望ましい。
A
第一スライド面11と第二スライド面12の摩擦係数は、0.005~1.00の範囲で設定される。第一スライド面11と第二スライド面12の摩擦係数は、応答加速度を低減したい側の摩擦係数を他方のスライド面の摩擦係数より大きく設定する。例えば、上部構造3の応答加速度を低減したい場合は、第二スライド面12の摩擦係数を第一スライド面11の摩擦係数より大きく設定する。第一スライド面11と第二スライド面12の摩擦係数の大きさの差は、要求され応答加速度の低減幅により設定する。
The coefficient of friction between the first slide surface 11 and the
図に示す実施形態では、上部部材6を固定せず全方向にスライド可能にしているが、上部部材6を上部構造3の下にセットボルト等で固定し、回転吸収弾性部材7の上連結鋼板8を上部部材6に固定し、下部部材4を固定しないで水平全方向にスライド可能にしても良い。
In the embodiment shown in the figure, the
下部部材4を固定せず水平全方向にスライド可能にする場合、下部部材4の上面と回転吸収弾性部材7の下連結鋼板9が面接触して水平全方向にスライド可能な第一スライド面11を形成し、下部部材4の下面と下部構造2の上面が面接触して水平全方向にスライド可能な第二スライド面12とする。
When the
摩擦係数の小さい第一スライド面11での上部部材6の水平全方向のスライドを一定範囲に制限するために、下部部材4又は下部構造2に上部部材6の水平全方向のスライドを一定範囲に制限する第一スライド制限部材14を上部部材6の全周を囲むように固定する。第一スライド制限部材14の内壁に上部部材6の衝突による衝撃を吸収するゴム等の材料で形成される緩衝部材15を配置する。
In order to limit the horizontal omnidirectional slide of the
摩擦係数の大きい第二スライド面12での上部材6の水平全方向のスライドを一定範囲に制限するために、上部構造3に上部部材6の水平全方向のスライドを一定範囲に制限する第二スライド制限部材16を上部部材6の全周を囲むようにセットで固定する。第二スライド制限部材16の内壁に上部部材6の衝突による衝撃を吸収するゴム等の材料で形成される緩衝部材15を配置する。
In order to limit the horizontal omnidirectional slide of the
図3に示すように、摩擦係数の大きい第二スライド面12での上部部材6の水平全方向のスライドを制限する第二スライド制限部材16を、摩擦係数の小さい第一スライド面11での上部部材6水平全方向のスライドを制限する第一スライド制限部材14の外側に配置する。
As shown in FIG. 3, the second
このように構成された構造物用多面スライド支承装置1の作用について説明する。
The operation of the multi-sided slide bearing
地震時、構造物用多面スライド支承装置1に地震時に水平応力が付加されると、摩擦係数の小さい第一スライド面11を介して上部部材6が下部部材4に対して相対的にスライドを開始し、上部部材6が第一スライド制限部材14に達すると、摩擦係数の大きい第二スライド面12を介して上部部材6が相対的にスライドを開始する。
During an earthquake, when horizontal stress is applied to the multi-sided
発生頻度の多い中小規模の地震の場合、上部部材6の摩擦係数の小さい第一スライド面11での水平全方向のスライドで地震エネルギーを減衰する。上部部材6の摩擦係数の大きい第二スライド面12でのスライドが開始するまで上部構造3は上部部材6と一体に動くため上部構造3には地震エネルギーは伝達されない。
In the case of small and medium-sized earthquakes that occur frequently, the seismic energy is attenuated by sliding the
レベル2クラスの巨大地震の場合、上部部材6は、第一スライド制限部材14に衝突する。第一スライド制限部材14の内壁には、上部部材6の衝突による衝撃を緩和する緩衝部材15が配置されているので上部部材6の衝突により第一スライド制限部材14が破壊されない。
In the case of a
上部部材6が第一スライド制限部材14に達すると、摩擦係数の大きい第二スライド面12を介した上部部材6の水平全方向の相対的スライドを開始し、大幅に地震エネルギーを緩和することが可能となる。
When the
地震時の水平変位に対して、上部部材6の第一スライド面11と第二スライド面12を介したスライドが時間差をおいて開始されるのでするので、上部部材6が第一スライド面11及び第二スライド面12を介して同時にスライドを開始した場合に比較し、スライド開始時の反力を減少することが可能となる。
Since the slide of the
また、上部部材6が第一スライド面11と第二スライド面12を介したスライドが時間差をおいて開始するので、上部構造3の応答加速度を低減することが可能となる。
Further, since the
本発明の構造物用多面スライド支承装置1によれば、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震に対して大きなブレーキ効果が可能となる。
According to the multi-sided
図4は、構造物用多面スライド支承装置の作用、効果について説明する図である。地震時、構造物用多面スライド支承装置1に地震時に水平応力が付加されると、上部部材6が摩擦係数の小さい第一スライド面11を介して下部部材4に対して相対的にスライドを開始し、上部部材6が第一スライド制限部材14に達すると、上部部材6が摩擦係数の大きい第二スライド面12を介して相対的にスライドを開始する。レベル1クラスの小規模変位の地震に対しては、摩擦係数の小さい第一スライド面11での相対的スライドにより上部部材6が第一スライド制限部材14に達するL1の距離のスライドで吸収する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the operation and effect of the multi-sided slide bearing device for structures. During an earthquake, when horizontal stress is applied to the multi-sided
レベル2クラスの大規模地震の変位に対しては、上部部材6が摩擦係数の小さい第一スライド面11を介したスライドにより第一スライド制限部材14に達し、摩擦係数の大きい第二スライド面12を介して相対的スライドが開始し、上部部材6が第二スライド制限部材16に達するL2の距離のスライドで吸収する。
For the displacement of a large-scale earthquake of
以上のように、本発明の構造物用多面スライド支承装置1によれば、地震時の水平変位に対して第一スライド面11、第二スライド面12を介したスライドが時間差をおいてスライドを開始するので、スライド開始時の反力を減少することが可能となり、応答加速度を低減することが可能となる。また、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震に対して大きなブレーキ効果が可能となる。
As described above, according to the multi-sided
1:構造物用多面スライド支承装置、2:下部構造、3:上部構造、4:下部部材、5:アンカーボルト、6:上部部材、7:回転吸収弾性部材、8:上連結鋼板、9:下連結鋼板、10:固定ボルト、11:第一スライド面、12:第二スライド面、13:低摩擦材、14:第一スライド制限部材、15:緩衝材、16:第二スライド制限部材、17:セットボルト 1: Multi-sided slide support device for structures 2: Lower structure 3: Upper structure 4: Lower member 5: Anchor bolt, 6: Upper member, 7: Rotational absorption elastic member, 8: Upper connecting steel plate, 9: Lower connecting steel plate, 10: fixing bolt, 11: first slide surface, 12: second slide surface, 13: low friction material, 14: first slide limiting member, 15: cushioning material, 16: second slide limiting member, 17: Set bolt
Claims (4)
構造物の下部構造の上側に配置される下部部材と、
上部部材と下部部材の間に配置される上下に上連結鋼板、下連結鋼板が一体化された回転吸収弾性部材と、
を備え、
上部部材又は下部部材の一方を上部構造又は下部構造に固定し、固定された上部部材又は下部部材に回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板を固定し、固定されない回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板と面接触する固定されない上部部材又は下部部材との間に水平全方向スライド可能な第一スライド面を形成し、固定されていない上部部材又は下部部材と面接触する上部構造又は下部構造との間に水平全方向スライド可能な第二スライド面を形成し、第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を異なるように設定することを特徴とする構造物用多面スライド支承装置。 The superstructure placed under the superstructure of the structure and the superstructure
The lower member placed above the lower structure of the structure and the lower member
A rotational absorption elastic member in which an upper connecting steel plate and a lower connecting steel plate are integrated vertically, which are arranged between the upper member and the lower member.
Equipped with
One of the upper member or the lower member is fixed to the upper structure or the lower structure, and the upper connecting steel plate or the lower connecting steel plate of the rotational absorption elastic member is fixed to the fixed upper member or the lower member, and the upper connecting steel plate or the lower connecting steel plate of the rotational absorption elastic member is fixed. An upper structure that forms a horizontal omnidirectional slidable first sliding surface between a non-fixed upper member or lower member that comes into surface contact with a connecting steel plate or a lower connecting steel plate, and makes surface contact with an unfixed upper member or lower member. Alternatively, a multi-sided slide support for structures is characterized in that a second slide surface that can slide in all directions horizontally is formed between the lower structure and the first slide surface and the second slide surface are set to have different friction coefficients. Device.
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