JPH03228940A - 免振用支承装置 - 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、地震から建築物を保護する免振用支承装置
に関する。

〔従来の技術〕

近年、金融、通信、流通等の経済活動は、コンピュータ
を介したネットワークが構成されており、地震国日本に
おいて、地震によるコンピュータの損傷や機能停止によ
って生じる社会的混乱は、大きな経済的損失に至ること
になるため、建築物の耐地震対策が求められている。

このため、最近に至り、コンピユータ室の免振用支承装
置が実験的に開発されている。

第３図は上記免振用支承装置の一例を示しており、基礎
Ａ上に配置した積層ゴム１によって建築物Ｂを支承する
と共に、基礎Ａと建築物Ｂを棒鋼ダンパー２で連絡した
構造になっている。

上記積層ゴム１は、建築物Ｂの鉛直方向荷重を支持して
圧縮変形し、地震発生時には鉛直荷重を支持しながら横
方向へせん断応力を受けて変形し、建築物Ｂの平面方向
振動を長周期化するようになっている。

また、棒鋼ダンパー２は、一端を建築物Ｂ側に固定化し
、他端側を基礎Ａに対して上下軸方向にフリーとなるよ
う連結し、棒鋼３の水平加力による塑性変形のエネルギ
ー吸収により振動を減衰するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、積層ゴム１を用いた免振用支承装置は、常に
建築物Ｂの重量によって鉛直方向荷重の影響を受けたま
ま、横方向振動の長周期化を図っているため、免振効率
が悪く、横方向の振動を完全に吸収することができない
という問題があり、このため、横方向振動の吸収が確実
に行なえ、最終的に建築物全体の免振が可能な免振構造
の開発が求められているのが現状である。

そこで、この発明の課題は、上記のような問題点を解決
するため、建築物の鉛直荷重の影響を受けることなく、
横方向振動の減衰を確実に行なうことができ、建築物全
体の免振構造の実現を可能にすることができる免振用支
承装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記のような課題を解決するため、この発明は、上部受
皿と下部受皿の間に鋼球を配置し、上部受皿及び下部受
皿の鋼球接触面を凹入球状面に各々形成した構成を採用
したものである。

〔作用〕 基礎等の下部構造体上に下部受皿を配置し、この下部受
皿上に鋼球を介して配置した上部受皿で上部構造体を支
持する。

上部構造体の重量は上下受皿間に介在する鋼球が支持し
、地震により下部受皿が水平方向に移動するとき、下部
受皿と上部受皿の間に位置する鋼球がころがり接触によ
り転動し、振動によるエネルギーを逃がす。

このとき、上下受皿の球体接触面が凹入球状面に各々形
成されているので、鋼球は平面全方向において上下受皿
の中央に戻ろうとする力が自己発生し、減衰時間を短縮
することになる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面の第１図と第２図に
基づいて説明する。

図示のように、免振用支承装置は、基礎等の下部構造体
Ａ上にボルト１１等を用いて締結する下部受皿１２と、
建物等の上部構造体Ｂを支持する上部受皿１３と、前記
下部受皿１２と上部受皿１３間に介在させた鋼球１４と
で構成され、上部受皿１３は上面に突設した軸受１５が
上部構造体Ｂの下面に設けた凹部Ｃ内へ上下動可能に嵌
合し、この受皿１３と上部構造体Ｂの対向面間に、皿ば
ねやコイルばね等の弾性体１６を介在させ、予圧及び無
負荷時の隙間発生を防止している。

前記下部受皿１２と、上部受皿１３の鋼球接触面は平面
円形の凹入球状面１７と１７に各々形成され、上下受皿
１２と、１３の上下対向面は凹入球状面１７．１７に鋼
球１４を介在させた状態で隙間を形成している。

両凹入球状面１７．１７は、上下受皿１２及び１３の上
下軸線上を中心とする半径Ｒの底部曲面１７ａと、この
底部曲面１７ａの周囲に連ねて設けた鋼球１４の半径ｒ
に等しい半径の周囲曲面１７ｂとの組合せによって形成
され、前者の底部曲面１７ａにおける平面的な直径Ｚが
鋼球１４と上下受皿１２．１３の相対的な平面移動距離
となる。

上記底面曲面１７ａにおける平面的な直径Ｚは任意に設
定できるが、振動時の振り幅等を考え、例えば鋼球１４
の直径が３０ＩｌｌＩｎの場合直径Ｚは２倍の６０ｍｍ
程度にすればよい。

また、この底部曲面１７ａの半径Ｒは上記の直径Ｚにお
いて頂部と端部の差が０．２５ｍｍ程度となるような曲
率にすれば、振動発生後の減衰時間の短縮を図るのに十
分である。

前記下部受皿１２は、上部１８と下部１９に二分し、上
部１８と下部１９の重なり面を中央に段差のある傾斜面
２０．２１に形成し、傾斜面２０．２１に沿って上部１
８と下部１９の位置を移動させることにより、下部構造
体Ａと上部構造体Ｂの高さ寸法Ｈを調整することができ
、高さ調整後は傾斜面２０．２１の段差間に挿入したス
ペーサ２２で寸法を決定すればよく、このように下部受
皿１２に高さ調整機能を持たせると、上下構造体ＡとＢ
間に複数の免振用支承装置を使用する場合に便利である
。

この発明の免振用支承装置は上記のような構成であり、
第１図に示すように、下部構造体Ａ上に下部受皿１２を
設置固定し、この下部受皿１２上に鋼球１４を介して配
置した上部受皿１３で弾性体１６を介して上部構造体Ｂ
を支持する。

このように、下部構造体Ａと上部構造体Ｂの間に、免振
用支承装置を上部構造体Ｂの重量に対応した数だけ配置
する。

上部構造体Ｂの荷重は、弾性体１６、上部受皿１３、鋼
球１４、下部受皿１２に順次伝達されると共に、上下受
皿１２．１３と鋼球１４の初期の位置設定は、上下両凹
入球状面１７と１７の中心線上に鋼球１４が位置するよ
うにしておく。

この状態で地震が発生し、下部受皿１２が横方向に移動
すると、鋼球１４を介して上部構造体Ｂに振動が伝達さ
れる。このとき鋼球１４は上下凹入球状面１７．１７と
の接触によって回転が生じ、この回転量だけ上部構造体
Ｂに伝わる振動を減衰する。

また、上下凹入球状面１７．１７の底部曲面１７ａ、１
？ａ間は中央よりも周囲の間隔が狭くなっているので、
鋼球１４は両底部面面１７ａ、１７ａの中央に戻ろうと
する力が自己発生し、上部構造体Ｂの減衰時間を短縮す
る。

なお、振動時における上下構造体ＡとＢの振幅は第２図
に示すように底部曲面１７ａの直径１７ａの範囲で平面
内の全方向に対して振動可能であると共に、同様に全方
向の減衰時間の短縮を図ることができる。

〔効果〕

以上のように、この発明によると、上下受皿間に鋼球を
配置し、上下受皿の鋼球接触面を凹入球状面に各々形成
したので、鋼球のころがりにより鉛直荷重の影響を最小
限にして横方向の振動を逃がすと共に、凹入球状面によ
って鋼球は中央に戻ろうとする力が自己発生し、減衰時
間の短縮が図れ、建築物全体の免振化を実現することが
できる。

また、建築物全体の免振化により、建築物の強度安定率
を低く設計することが可能であり、ビル等の建築物の建
設コストを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る免振用支承装置の縦断正面図、
第２図は第１図の矢印■−■に沿う平面図、第３図は従
来の免振用支承装置の使用状態を示す一部切欠斜視図で
ある。 １２・・・・・・下部受皿、 １４・・・・・・鋼球、 １７・・・・・・凹入球状面、 １９・・・・・・下部、 ２２・・・・・・スペーサ。 １３・・・・・・上部受皿、 １６・・・・・・弾性体、 １８・・・・・・上部、 ２０．２１・・・・・・傾斜面、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部受皿と下部受皿の間に鋼球を配置し、上部受
   皿及び下部受皿の鋼球接触面を凹入球状面に各々形成し
   た免振用支承装置。
2. （２）下部受皿を上部と下部に二分して重なり面を傾斜
   面に形成し、高さ調整機能を持たせた請求項（１）に記
   載の免振用支承装置。