JPH0123633B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、基礎から構造物へ伝達される地震
エネルギーを減衰させる免震支持装置に関するも
のである。

従来技術 建物等の構造物の耐震設計法には、構造物の耐
力を高める方法の他に、構造物を１つの振動系と
して動的にとらえ、その振動周期を延ばすことに
よつて地震等の外部入力に対する構造物の応答加
速度を減少させる、いわゆる免震あるいは制震構
法と呼ばれるものがある。

この免震構法による構造として、従来たとえば
第１図および第２図に示すように上部支持板１お
よび下部支持板２と、上部支持板１および下部支
持板２の間に複数のゴム弾性板３と複数の金属板
４とを交互に鉛直方向に一体に積層して形成した
積層ゴム体５とからなる支承６を構造物Ｃと基礎
Ｂとの間に介在させ、上部支持板１を構造物Ｃ
に、下部支持板２を基礎Ｂにそれぞれ固定して配
置し、地震発生時に基礎Ｂの水平方向移動に追従
して支承６の積層ゴム体５が弾性変形することに
より構造物Ｃの応答加速度を減少するようにした
ものがある。

しかしながら、上記従来の免震構造では、大き
な地震が発生した場合、支承６の積層ゴム体５が
大きく変形し、構造物Ｃと基礎Ｂとの相対変位が
大きくなり、また大きな水平方向荷重により積層
ゴム体５が損傷し、積層ゴム体５からなる支承６
単独では免震構造としては使用に供し難い欠点が
あつた。

上記積層ゴム体の欠点を解決するため、たとえ
ば積層ゴム体の上面に摩擦板を取り付け、この摩
擦板の上に構造物の下面に取り付けた摩擦板を載
置し、両摩擦板間の摩擦力によつて構造物と基礎
との相対変位を減少させるようにしたもの、ある
いは構造物の下面に連結部材を取り付けるととも
に、この連結部材の下面に積層ゴム体の上部を取
り付け、かつ連結部材にオイルダンパーを連結
し、このオイルダンパーによつて構造物と基礎と
の相対変位を減少させるようにしたものなどが提
案されている。

しかしながら、前者においては地震が発生した
際に、両摩擦板の相対位置が変化し、地震が治ま
つた際に変位した位置に停止して初期位置よりず
れた場合、ジヤツキ等によつて構造物を元の位置
にもどさなければならず、その作業が極めて面倒
であり、特に大きな地震が発生した場合、摩擦板
がはずれたりする恐れがあつた。

また、後者においては、オイルダンパーには速
度依存性があるから地震のように長い周期の振動
に対してはその効果が減少し、また、オイルダン
パーはピストン軸方向の変位に対してはエネルギ
ー吸収効果を有するが、他の方向の変位に対して
はその機能を発揮することができず、あらゆる方
向に振動する地震に対しては適当でなかつた。

発明の目的 この発明は、上記の点に鑑みなされたもので、
風荷重や弱震等による小さな水平方向荷重に対し
てすべての方向においてこれを敏感に吸収して構
造物と基礎との相対変位を拘束し、大きな地震に
対してはあらゆる水平方向の地震エネルギーを減
衰させて構造物と基礎との相対変位を減少させ、
かつ相対変位しても元に復元して停止し、積層ゴ
ム体に大きな水平方向荷重が作用するのを防止し
た、構成の簡単な免震支持装置を提供することを
目的とするものである。

発明の構成 上記の目的を達成するためのこの発明の構成
は、ゴム弾性板と金属板とを交互に積層して形成
した積層ゴム体からなる支承を構造物と基礎との
間に介在させて構造物を基礎上に支持させるとと
もに、構造物と一体的に設けた円板状の可動抵抗
板を基礎と一体的に設けた固定台の円筒状の囲壁
内において円板状の可動抵抗板の周縁と円筒状の
囲壁との間に移動域を存して移動可能に、かつ可
動抵抗板の下面と固定台の上面との間に間隙を存
して位置させ、間隙内に粘性流体を充填して構成
した減衰装置を構造物と基礎との間に配置させて
なる免震支持装置からなるものである。

実施例 この発明の実施例を第３図ないし第５図に基づ
いて説明する。Ｃは前記第１図、第２図と同様建
物等の構造物を示し、Ｂは同様にその基礎を示
す。

１０は構造物Ｃと基礎Ｂとの間に介在して構造
物Ｃを支持する支承である。

支承１０は方形状の上部支持板１１および下部
支持板１２と、上部支持板１１および下部支持板
１２間に複数の方形状のゴム弾性板１３および方
形状の金属板１４を交互に鉛直方向に一体に積層
して形成した積層ゴム体１５とから構成されてい
る。

支承１０は上部支持板１１を構造物Ｃに、下部
支持板１２を基礎Ｂにそれぞれ固定して構造物Ｃ
と基礎Ｂとの間に介在し、構造物Ｃを支持してい
る。

１６は構造物Ｃと基礎Ｂとの間に配置される粘
性せん断抵抗を発生する減衰装置である。

この実施例においては、構造物Ｃを４個の支承
１０によつて基礎Ｂ上に支持し、１個の減衰装置
１６を構造物Ｃの中心部に配置している。

減衰装置１６は枠体１７と、枠体１７に支持杆
１８を介して固定された円板状の可動抵抗板１９
と、固定台２０と、固定台２０の上面に設けられ
た円筒状の囲壁２１と、囲壁２１内に充填された
粘性流体２２とから構成されており、かつ枠体１
７を構造物Ｃの下面に固定された連結部材２３
（上下に微調整可能とするのが望ましい）に固定
し、固定台２０を基礎Ｂに固定して構造物Ｃと基
礎Ｂとの間に配置されている。

枠体１７に支持杆１８を介して固定された可動
抵抗板１９は、固定台２０の囲壁２１と可動抵抗
板１９の周縁との間に移動域を存し、かつ可動抵
抗板１９の下面と固定台２０の上面との間に微小
な間隙Ｇを存して囲壁２１内に位置するようにさ
れ、粘性流体２２が囲壁２１内に位置させられた
可動抵抗板１９の下面を少なくとも浸漬する程度
に囲壁２１内に充填されている。

囲壁２１内に充填される粘性流体２２として
は、通常の粘性体、たとえばシリコーン油などの
他に、特に減衰特性の向上を図るため高粘度の粘
性体、たとえばポリイソブチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブテンなどの高分子粘性体あるいはアス
フアルトなどが使用される。

２４は、枠体１７と固定台２０の囲壁２１との
間を閉塞するカバーである。

作用 上記の構成からなる免震支持装置において地震
等が発生した場合、基礎Ｂと基礎Ｂ上に支承１０
を介して支持された構造物Ｃとの間に相対変位を
生起するとともに減衰装置１６の枠体１７に支持
杆１８を介して固定された円板状の可動抵抗板１
９はその周縁と固定台２０の円筒状の囲壁２１と
の間にあらゆる方向に振動する地震に対して移動
可能な移動域を存して位置させてあるので、どの
方向に対しても相対変位を生起する。

このとき、枠体１７に固定された可動抵抗板１
９の下面と固定台２０の上面との微小間隙Ｇには
粘性流体２２が介在しているので、ここに粘性せ
ん断抵抗力が働くことになる。

この粘性せん断抵抗力は粘性流体２２の粘性係
数、粘性流体２２を介して相対運動を行う２面の
面積、その相対速度にそれぞれ比例し、２面の間
隙距離に反比例するものであるので、可動抵抗板
１９の下面と固定台２０の上面との諸条件に応じ
て可動抵抗板１９ひいてはこれに連動する構造物
Ｃの運動を止める方向に抵抗力が作用するもので
ある。

したがつて、地震発生時、減衰装置１６によつ
て地震エネルギーが良好に吸収され、外部入力に
対する構造物Ｃの応答加速度が著しく減少される
ばかりでなく、振幅を小さくでき、かつ振動の減
衰性も高められるため構造物Ｃと基礎Ｂとの間に
生ずる相対変位は減少されるとともに支承１０の
積層ゴム体１５に過大な水平方向荷重が作用せ
ず、構造物Ｃを効果的に保護することができる。

また、粘性流体の抵抗力は同一速度であれば変
位振幅、振動数によらず一定であり、一定速度が
与えられるとその抵抗力は矩形波的な立上りを示
し、振動に対してきわめて敏感であり即答性に優
れた特徴を有するので、減衰装置１６は振動減衰
性に対し敏感に作用し、かつ即答性に優れるた
め、大きな地震ばかりでなく風荷重、弱震さらに
は大型車両の通過等により発生する振動に対して
も上記と同様の効果が発揮される。

そして、上記の効果は粘性流体２２に高粘度の
粘性体を用いるとき一層顕著に表われる。

発明の効果 この発明の免震支持装置は、前記の構成と機能
を有するので、以下の種々な優れた効果がある。

この発明の免震支持装置は積層ゴム体からな
る支承と粘性せん断抵抗を発生する減衰装置と
によつて、地震エネルギーを良好に減衰させる
ことができ外部入力に対する構造物の応答加速
度を著しく減少させるばかりでなく振幅を小さ
くさせ、かつ振動の減衰性も高めるため構造物
と基礎との相対変位を減少させることができ
る。

減衰装置は振動減衰性に対し敏感で、かつ即
答性に優れるため大きな地震ばかりでなく風荷
重、弱震、大型車両等の通過により生ずる振動
についても良好に吸収し、支承の積層ゴム体に
過大な水平方向荷重が作用するのを防止するこ
とができる。

可動抵抗板は固定台の囲壁内であらゆる方向
に移動可能であり、従来のオイルダンパーを使
用したものに比し地震のような全方向性のもの
によく対応でき、設計が大幅に自由になる。

可動抵抗板と固定台との間に間隙があり、構
造物は積層ゴム体で支持されているので、構造
物と基礎との相対変位が生じても地震が治まれ
ば元の位置に復元するのでジヤツキ等で元の位
置に戻す必要がなく、復元のための作業が不要
であり取り扱いが簡便である。

構成が簡単であるので経済的に製作でき、か
つ簡単な構成であるにもかかわらず優れた免震
機能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来の免震構造を示す
もので、第１図は第２図―線における平面
図、第２図は第１図―線における切断側面
図、第３図ないし第５図は、この発明の免震支持
装置の１実施例を示すもので、第３図は第４図
―線における切断平面図、第４図は第３図―
線における切断側面図、第５図は減衰装置の左
半部を切断した側面図である。 Ｂ…基礎、Ｃ…構造物、Ｇ…間隙、１０…支
承、１１…上部支持板、１２…下部支持板、１３
…ゴム弾性板、１４…金属板、１５…積層ゴム
体、１６…減衰装置、１７…枠体、１９…可動抵
抗板、２０…固定台、２１…囲壁、２２…粘性流
体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ゴム弾性板１３と金属板１４とを交互に積層
   して形成した積層ゴム体１５からなる支承１０を
   構造物Ｃと基礎Ｂとの間に介在させて構造物Ｃを
   基礎Ｂ上に支持させるとともに、構造物Ｃと一体
   的に設けた円板状の可動抵抗板１９を基礎Ｂと一
   体的に設けた固定台２０の円筒状の囲壁２１内に
   おいて円板状の可動抵抗板１９の周縁と円筒状の
   囲壁２１との間に移動域を存して移動可能に、か
   つ可動抵抗板１９の下面と固定台２０の上面との
   間に間隙Ｇを存して位置させ、間隙Ｇ内に粘性流
   体２２を充填して構成した減衰装置１６を構造物
   Ｃと基礎Ｂとの間に配置させてなる免震支持装
   置。