JPH0216230A - 積層ゴム支承 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は建築、土木分野における免震、防振構造に利
用される積層ゴム支承に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、上部構造等への地震入力の低減を図る免震構造と
して、積層ゴム支承を用いた構造が種々開発されている
（「開花宣言した“免震ビル“°モデル施設がいっせい
に登場」１日経アーキテクチュア１９８６年７月１４日
号、第５４頁〜第７５頁参照）。従来の積層ゴム支承と
して最も一般的なものは、鋼板とゴムを交互に重ね、上
下に上部構造または基礎等の下部構造に設置するための
取付プレートを設けたものであり、この他高減衰ゴムを
使用したものや、鉛プラグのダンパーを内在させたもの
などがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の積層ゴムは水平変形量に関係なく固有周
期が一定なため、この周期成分が卓越した地震を受ける
と共振してしまい、建物に作用する外力等が大きくなる
。

また、従来の積層ゴムの固を周期は２〜３秒であり、免
震的にはさらに長周期化することが望ましいが、積層ゴ
ムの背を高くして長周期化を図ると積層ゴムが座屈して
しすうという問題がある。

この発明は上述のような従来の積層ゴムの問題点を解決
することを目的としたもので、水平変形量によって、積
層ゴムの剛性を変化させることによって固有周期を変化
させ、非共振化するとともに、長周期化を図る上での積
層ゴムの座屈現象の抑制を図ったものである。

（課題を解決するための手段］ 以下、この発明の概要を実施例に対応する図面の符号を
用いて説明する。

この発明の積層ゴム支承Ａは円柱状の外形を有する中央
の積層ゴム１の外周に１または２以上のリング状の積層
ゴム２．３を設けたことものである。

中央の積層ゴムｌを外周の積層ゴム２より背が高くなる
よう形成することにより、初期の変形レベルでは中央の
積層ゴム１が変形するとともに軸力を負担し、変形レベ
ルが所定以上に達すると外周の積層ゴム２の上端が上部
構造５に接触して、外周の積層ゴム２も変形を開始する
とともに軸力をｎｔ旦し、積層ゴｌ、支承Ａ全体として
の剛性を変化させることができる。また、同様にして外
周の積層ゴム２の外周にさらにリング状の積層ゴム３を
設ける等して複数層の積層ゴムからなる積層ゴム支承Ａ
を構成することにより、段階的に積層ゴム支承Ａの剛性
を変化させることができる。

また、逆に外周の積層ゴムの背を高くし、中央の積層ゴ
ムが後から変形を開始するよう構成することも可能であ
るし、積層ゴムの背を調整する代わりに上部構造との連
結構造を各積層ゴムが段階的に作用するよう設計するこ
とも考えられる。また、外周の積層ゴム１２に軸力を負
担させない場合には上部構造１４から水平力伝達治具１
９を突出させて、変形時にこの水平力伝達治具１９と外
周の積層ゴム１２の上端が接触するようにして、水平力
のみ伝達させるようにしてもよい。

中央の積層ゴムと外周の積層ゴムとの間は中空としても
よいし、間に粘性流体あるいは鉛等を充填して積層ゴム
支承Ａにエネルギー吸収能力を与えることもできる。

また、中央の積層ゴムと外周の積層ゴムとは同じ材質と
することもできるし、異なる材質とすることもできる。

〔作　用〕

第２図〜第４図を参照して、中央の積層ゴム［の背が外
周の積層ゴム２．３の背より高い場合について説明する
と、常時は上部構造５の自重および積載荷重は中央の積
層ゴムＩが支持し、外周の積層ゴム２，３は上部構造５
と接触しない。地震、風等の水平力が作用すると、中央
の積層ゴムｌが変形し、外周の積層ゴム２の上端が上部
構造５に接し、剛性が高くなるので固有周期が変化する
。

外周に径が大きくなるにつれ、高さが低くなるよう複数
層のリング状の積層ゴムを配した場合、さらに変形が増
加するに従い、次々と外側のａｍゴムの上端が上部構造
５に接し、さらに剛性が高（なり固有周期が変化する。

従って、この積層ゴム支承Ａの復元力特性は第５図に示
すような剛性が゛段階的に変化する非線形特性を有する
こととなる。

なお、この場合中央の積層ゴム１の背を高くすることに
より、初回段階での固有周期の長期化が可能となり、こ
れが座屈する変形レベルでは外周の積層ゴムが軸力を負
を旦するため、積層ゴムの座屈が抑制され、従来の積層
ゴム支承より長周期化が可能となる。

〔実施例〕

次に図示した実施例について説明する。

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示したもの
で、中央の円柱状の第１積層ゴム１の外周にリング状の
第２積層ゴム２、さらにその外周にリング状の第３積層
ゴム３を配し、積層ゴム支承Ａを構成したものである。

図中符号４は下部構造物側、５は上部構造物側を示し、
また、符号６は積層ゴム支承Ａをボルトその他で下部構
造物４に固定するするための下プレートである。

中央の第１積層ゴム１としては、例えば従来の積層ゴム
のように鋼板とゴムを交互に重ねた辿常の積層ゴムを使
用することができるが、その他船プラグを埋め込んだ積
層ゴムあるいは中空の積層ゴム等でもよい。

外周の第２積層ゴム２および第３積層ゴム３はリング状
の鋼板とゴムを交互に重ねたもの等が使用でき、第２積
層ゴム２の背は第１積層ゴムｌの背より僅かに低く、第
３積層ゴム３の背は第２積層ゴム２の背より僅かに低く
なっている。各積層ゴム１，２．３間は離間しており、
第２積層ゴム２の高さは中央の第１積層ゴム１が水平力
により所定量（第１積層ゴム１が座屈しない範囲）変形
した時点で、第２積層ゴム２の頂部が上部構造５と接触
し、鉛直方向の軸力を負担する高さに設計される。同様
に第３積層ゴム３の高さは第２積層ゴム２が水平力によ
り所定量（第１４ｎ層ゴムｌおよび第２積層ゴム２が座
屈しない範囲）変形した時点で、第３積層ゴム３の頂部
が上部構造５と接触し、鉛直方向の軸力を負担する高さ
に設計される。

各積層ゴム１，２．３の頂部には上部構造５との力の伝
達を行う上プレート７．８．９が設けられているが、こ
の実施例においては水平力を主としてこれらの上プレー
）７，８．９と上部構造５間の摩擦力によって伝達する
構造となっている。

以上述べた実施例は外周の第２積層ゴム２および第３積
層ゴム３が変形時に軸力を負担する場合であるが、外周
の積層ゴＪ、に軸力を負担させない構造あるいは積層ゴ
ムの変形を制御する構造として第６図および第７図に示
したようなものが考えられる。

第６図および第７図の実施例では中央の第１積層ゴム１
１の外周にリング状の第２積層ゴム１２を設け、外周の
第２積層ゴム１２の高さが中央の積層ゴム１１の高さよ
り僅かに低くなるように設計されている。第１積層ゴム
１１および第２積層ゴム１２の下端にはそれぞれ下部構
造１３に固定するするための下プレート１５，１６が設
けられており、上端には上プレート１７．１８が設けら
れている。

上部構造１４には第１積層ゴム１１と第２積層ゴム１２
の間において、リング状の水平力伝達冶具１９が下向き
に突出しており、中央の第１積層ゴム１１が所定量変形
した時点で、第２積層ゴム１２の上端と水平力伝達治具
１９が接触し、上部構造１４と直接接触することなく、
水平力を伝達することができ、前述の実施例と同様段階
的に積層ゴム支承Ｂの剛性を変化させることができる。

〔発明の効果］ 積層ゴム支承を中央の積層ゴムと外周の積層ゴムの複数
の積層ゴムで構成することにより、各積層ゴムをずらし
て変形させることができ、剛性が段階的に変化する非線
形特性を有する積層ゴム支承とすることができる。

また、各積層ゴムをずらして変形させることにより、初
期段階での固有周期の長期化が可能となる。すなわち、
ある積層ゴムが座屈する変形レベルでは他の積層ゴムが
軸力を負担するため、積層ゴムの座屈が抑制され、従来
の積層ゴム支承より長周期化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の積層ゴムの一実施例を示す平面図、
第２図はその鉛直断面図、第３図および第４図は変形状
態を示す鉛直断面図、第５図は水平力と変形との関係を
示すグラフ、第６図は他の実施例を示す鉛直断面図、第
７図はその変形状態を示す鉛直断面図である。 Ａ、Ｂ・・・積層ゴム支承、 １・・・第１積層ゴム、２・・・第２積層ゴム、３・・
・第３積層ゴム、４・・・下部構造、５・・・上部構造
、６・・・下プレート、７，８．９・・・上ブレー１−
１１１・・・第１積層ゴム、１２・・・第２積層ゴム、
１３・・・下部構造、１４・・・上部構造、１５．１６
・・・下プレート、１７．１８・・・上プレート、１９
・・・水平力伝達治具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円柱状の外形を有する中央の積層ゴムの外周にリ
   ング状の積層ゴムを設けたことを特徴とする積層ゴム支
   承。
2. （２）外周のリング状の積層ゴムは複数層設けてある請
   求項１記載の積層ゴム支承。
3. （３）中央の積層ゴムは外周の積層ゴムより背が高く、
   形成されている請求項１または２記載の積層ゴム支承。
4. （４）中央の積層ゴムと外周の積層ゴム間には粘性流体
   を充填してある請求項１または２記載の積層ゴム支承。