JPH04102742A

JPH04102742A - 免震支持装置

Info

Publication number: JPH04102742A
Application number: JP2220863A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Murota; 伸夫室田; Keizo Tatsunami; 敬造立浪; Koji Ishii; 石井　孝二; Atsuhiko Yasaka; 八坂　厚彦; Masami Iizuka; 飯塚　真巨; Atsushi Tagami; 淳田上
Original assignee: Kajima Corp; Bridgestone Corp
Current assignee: Kajima Corp; Bridgestone Corp
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-04-03
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JP2691471B2; US5353559A

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〕本発明は、ビルなどの建築物、地上施設、機械設備など
の構造物を、基礎または他の構造物に対し、免震可能に
支持する免震支持装置の構造に関する。

〔従来の技術〕

地震等が発生した場合に、建物や機械装置などの構造物
に伝達される震動エネルギーを減少させる装置として、
該構造物と基礎との間または該構造物と他の構造物との
間に弾性支持体を装着し、地震等の外力に対する構造物
の共振を防ぐとともに応答加速度を減少させる免震支持
装置が採用されている。

前記弾性支持体には、例えば、バネを使用するもの、防
振ゴムを使用するもの、積層ゴムを使用するもの、また
は、これらの弾性支持体に各種のダンパーを併用するも
のなど、種々の型式のものが提案されている。

前記積層ゴムは、ゴムなどのエラストマーの層と金属板
などの補強板とを交互に積層状態で一体化したものであ
り、例えば、特開昭６１−２６１８４５号あるいは特開
昭６１−１４３４０号などに開示されている。

しかし、上記防振ゴムを使用するものでは、大荷重用に
バネ定数を大きく設定すると、固有周期伸長が不充分で
地震応答低減効果が不足し、バネ定数を低く設定すると
大荷重の構造物を支持するための強度を確保するのが困
難ある。

また、上記弾性支持体を使用するものでは、いずれも一
定の固有振動数を持つため、地震動の広い周波数帯域で
の共振合防止することができない。

さらに、上記弾性支持体とグンバーを併用するものが使
用されるが、このような構成では、機械的構造が複雑に
なり、メインテナンスに手間を要し、コストが嵩むこと
になる。

そこで、大重量を支持でき、かつ水平方向の許容変位を
大きくできる免震支持装置として、」−記積層ゴムを使
用するものが捷案されている、〔発明が解決しようとす
る技術的課題〕しかし、上記積層ゴムを使用する免震支
持装置６−おいては、水平方向の地震動に対しては優れ
た応答低減効果を発揮できるが、固有周期のト周期化の
面では未だ不充分であり、特に上下方向の応答低減効果
が低いという技術的課題、並びに振動系が比較的短かい
（２＝３秒程度の）固有周期を持つため、種々の周期成
分を持つ地震動に対ｊ７て充分な応答低減効果を得るの
が困轄であるという技術的課題があった。

本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされ
たものであり、バネ系の固有周期を充分に長周期化させ
たり、あるいは一定の固有周期を持たないようにするこ
とができ、かつ、水平力向のみならず上下方向でも充分
な免震、防振効果を発揮することができ、しかも、振動
特性を容易に調整することができ、種々の振動外乱に適
した免震、防振を行ない得る免震支持装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、構造物と基礎との間または構造物と構造物と
の間に支持体を設置し、その間で伝達される振動エネル
ギーを減少させる免震支持装置において、前記支持体と
して、繊維補強されたゴム状膜材から成る袋の中に流体
、ゴム状固体または気体を密封した球状の袋状支持体を
使用し、前記構造物の重量を該袋状支持体により支持す
る構成とすることにより、バネ系の固有周期を充分に長
周期化させたり、あるいは特定の固有周期を持たないよ
うにさせ得るとともに、水平方向のろならず上下方向で
も充分な免震、防振効果を発揮することができ、しかも
、振動特性を容易に調整することができ、種々の振動外
乱に適した免震、防振を行ない得る免震支持装置を提供
するものである。

さらに、本発明は、上記構成において、前記袋状支持体
を圧縮変形状態でかつ転動可能な状態で設置し、また、
前記袋状支持体に前記流体、ゴム状固体または気体の充
填排出口を設けることにより、施工およびメインテナン
スを一層容易に行ない得る免震支持装置を提供するもの
である。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明す第２図は本
発明による免震支持装置の一実施例を示す側面図であり
、第３図は第２図の一部截断平面図である。

第２図および第３図において、構造物ｌと基礎または他
の構造物２との間に複数の袋状支持体３が所定間隔ごと
に配置されている。

すなわぢ、建物や機楡設備等の構造物１を、基礎または
他の構造物２の上に、前記袋状支持体３を介して支持す
ることにより、その間で伝達される振動エネルギーを減
少させる免震支持装置が構成されている。

前記“構造物”は、ビルや建屋等の建築物、橋桁や道路
等の土木建造物、コンピユータや原子力設備等の建屋、
種々の機械設備など、を総称するものである。

なお、以下の説明では、構造物１を支持するための上記
“基礎または他の構造物２”を“基礎２′と略称するこ
とにする。

第１図は、第３図中の線Ｉ−Ｉに沿って前記袋状支持体
３の一つを示す部分縦断面図である。

第１図〜第３図において、構造物ｌの底面４および基！
２の上面５に互いに平行に形成された平坦面の間に、前
記袋状支持体３が設置されている。

各袋状支持体３は、繊維補強されたゴム状膜材から成る
袋６の中に流体、ゴム状固体または気体７を密封した球
状の球形袋体で構成されており、前記構造物１の重量を
その内圧（圧縮反力）で支持するものである。

また、各袋状支持体３は、構造物１の自重で圧縮変形状
態で設置されており、地震等で構造物ｌが基′ｇ１２に
対して水平方向（矢印Ａ）に変位する場合には、矢印Ｂ
方向に転動しながら構造物ｌの変位に追従することがで
きる。

前記袋６は、例えば、ナイロン繊維、カーボン繊維、ケ
ブラー繊維、金属繊維等をゴム状弾性材内に一体化した
補強構造をしている。

また、この袋６には所定数（通常１個または２個）の充
填排出口（口金具）８が設けられ、施工時に前記内容物
７を充填、加圧して構造物１を支持し、また、施工後に
おいても、前記内容物７を追加または減少することによ
り内圧を変えてバネ特性を調整し得るように構成されて
いる。

前記内容物７としては、水、オイル、アスファルトなど
、粘弾性物質を含む種々の流体の他、ゴム等の低弾性率
の固体、あるいは空気等の気体を使用することができる
。

第４図は前記繊維補強されたゴム状膜材から成る袋６の
構造例を示す一部破断側面図であり、第５図は第４図中
の線Ｖ−■から見た正面図である。

前記袋６は、第４図に示すように、ゴム等の弾性材料の
みから成る内袋９の表面に、４層の繊維補強ゴム層１０
．〜１０４を接着または加硫等で一体的に接合した構造
を有している。

第６図は、各繊維補強ゴム層１０．〜１０４におけるコ
ード（補強繊維）１１の配列例を示す斜視図であり、本
実施例では、前述のナイロン繊維、カーボン繊維、ケブ
ラー繊維、金属繊維等のコード１１が図示のように球面
状に２層または３〜４層程度巻回されている。

なお、前記補強繊維としては、第６図のようなコード１
１の代わりに、織布または短繊維など使用することもで
きる。

第７図は、以上説明した袋状支持体（球形袋体）３の鉛
直変位に対する同方向の反力（支持荷重）の特性を例示
するグラフである。

また、第８図は、前記袋状支持体が転動する時の水平変
位に対する同方向の抵抗力（摩擦力、減衰力）の特性を
例示するグラフである。

以上説明した実施例によれば、上側の構造物１へ伝達さ
れる振動エネルギーを減少させる免震支持装置において
、上側の構造物１と下側の基礎または構造物２との間に
、繊維補強されたゴム状膜材９．１０１〜１０４から成
る袋６の中に流体、ゴム状固体または気体７を密封した
球形袋体（袋状支持体）３を、所定配列で設置すること
により、圧縮変形状態でかつ転動可能な前記球形袋体３
で前記上側の構造物１０重量を支持するように構成し、
さらに、各球形袋体３に前記流体、ゴム状固体または気
体７の充填排出口８を設けたので、次のような効果が得
られた。

（ｉ）従来の積層ゴムから成る免震支持装置に比べ、上
部構造物１と球形袋体３から成るバネ系の固有周期を著
しく長周期化することができ、さらには、特定の固有周
期を持たないようにすることができるため、広範囲の周
波数の振動に対して、前記構造物１の免震効果を高く維
持し得る免震支持装置が得られた。

（ｉｉ）水平方向のみならず、上下方向にも同様の優れ
た免震効果を発揮し得る免震支持装置が得られた。

（ｉＩｉ）袋６内に充填される水や粘弾性物質等の流体
、ゴム等の固体、または空気等の気体、該袋６の弾性率
、使用内圧などの組み合せを選択することにより、バネ
特性、減衰力やトリガーレベル等の免震特性を容易に調
整することができ、種々の振動系において優れた免震、
防振を発揮し得る免震支持装置が得られた。

（ｉｖ）球形袋体３は適度の転がり抵抗を有するので、
風荷重等、転がり抵抗以下の外力に対して変位すること
が無く、（・リガー性を有する免震支持装置が得られた
。

（Ｖ）施工性およびメインテナンス性に優れた免震支持
装置が得られたゆ第９図および第１０図は、それぞれ、本発明による免震
支持装置の他の実施例の要部構成を示す部分縦断面図で
ある。

これらの実施例においては、」−側の構造物ｌの底面４
および下側の基礎２の上面５の所定位置、すなわち、袋
状支持体（球形袋体）３が設置される位置に、凹部１１
および１２、凹部１３および１４が形成されている。

第９図の上下の凹部ｌ】および１２は、いずれも浅いす
り林状のテーパー面を有し、中心部で球形袋体３を安定
状態で保持し得る形状をしている。

第１０図の上下の凹部１３および１４は、所定の深ざを
有する所定範囲（通常円形範囲）の平坦面で形成されて
いる。

第９図および第１０図の各実施例は、以上の点で前述の
実施例と相違するが、その他の部分では実質上回し構造
をしており、それぞれ対応する部分を同一符号で示し、
それらの詳細説明は省略する。

第９図および第１０図の実施例によれば、前述の実施例
と同様の効果が得られる他、万−大きな地震が何度も発
生した場合でも、各球形袋体３の位置ズＩ／を防止し得
るという効果が得られる。

さらに、第９図および第１０図の実施例によれば、地震
時に球形袋体３が転動を繰り返し２ても、地震後に（、
ま確実に構造物１を原位置に復帰さセ−る復元性が得ら
れる。

第１１図は、本発明による免震支持装置のさらに他の実
施例を示す縦断面図である。

本実施例においては、構造物１と基礎２との間に装着さ
れる全ての球形袋体（袋状支持体）３が同心円張面（同
一球面の一部）１−に配置されている。

本実施例によっても、第９図の実施例の場合と同様、地
震後に構造物１を原位置に復帰させる復元性が得られる
。

なお、第９図および第１０図では、上下に同し形状の凹
部１１．１２および凹部１３．１４を設ける場合を示し
２だが、これは、上下に異なる形状の凹部を形成したり
、あるいは、いずれか一方だけに凹部を形成するなど、
必要に応じて自由に実施できるものである。

第１２図は２、本発明による免震支持装置の施工例を示
す部分縦断面図である。

第１２図の施工例においては、基礎または下部構造物２
の」二面に鉄筋コンクリート製のペデスタル１５を所定
の配置で形成１．７でおき、まず、上部構造物１を前記
ペデスタル１５上に構築し、その後、名ペデスタル１５
の間に未充填の球形袋体３を挿入し、次いで、前記内容
物７を各球形袋体３に加圧充填することにより、ペデス
タル１５との間に所定間隔ｄが生しる所定高さまで、」
一部構造物１を持ち上げて支持する工法が採られる。

〔発明の勅願〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、構造
物と基昏との間また部構造物と構造物との間に支持体を
設置し、その間で伝達される振動エネルギーを減少さ廿
る免震支持装置において、前記支持体として、繊維補強
されたゴム状膜材から成る袋の中に流体、ゴム状固体ま
たは気体を密封した球状の袋状支持体を使用し、前記構
造物の重量を該袋状支持体により支持する構成としたの
で、バネ系の固有周期を充分に長周期化させたり、ある
いは特定の固有周期を持たないようにさせ得るとともに
、水平方向のみならず上下方向でも充分な免震、防振効
果を発揮することができ、施工性およびメインテナンス
性に傍れ、しかも、バネ特性や減衰特性を容易に！Ｉｉ
ｉ！整することができ、種々の振動外乱に適した免震、
防振を行ない得る免震支持装置が掃供される。

さらに、本発明によれば、上記構成において、前記袋状
支持体を圧縮変形状態てかつ転動可蛯な状態で設置した
り、あるいは、前記袋状支持体に前記流体、ゴム状固体
または気体の充填排出口を設ける構成としたので、施工
性およびメインテナンス性の一層の向上、あるいは１、
バネ特性や派裏特性の調整の一層の容易化を図り得る免
震支持装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による免震支持装置の一実施例の要部構
成を示す部分縦断面図、第２図は本発明による免震支持
装置の一実施例を示す模式的側面図、第３図は第２図の
免震支持装置の一部破断側面図、第４図は第１図の袋状
支持体の袋の構造例を示す一部破断側面図、第５図は第
４図中の線Ｖ−Ｖから見た正面図、第６図は第４図中の
繊維補強ゴム層の補強繊維の配列を例示する斜視図、第
７図は第１図の袋状支持体の上下方向の荷重変位特性を
例示するグラフ、第８図は第１図の袋状支持体が転動す
る時の水平変位に対する同方向の抵抗力の特性を示すグ
ラフ、第９図および第１Ｏ図はそれぞれ本発明による免
震支持装置の他の実施例の要部構成を示す第１図に対応
する部分の部分縦断面図、第１１図は本発明による免震
支持装置のさらに他の実施例を示す模式的縦断面図、第
１２図は本発明による免震支持装置の施工例を示す模式
的部分縦断面図である。以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。１−−−一構造物（上側）、２・・・−基礎または他の
構造物（下側）、３・−袋状支持体（球形袋体）、６−
−−袋、７−　・・流体、ゴム状固体、気体（袋状支持
体の内容物）、８　・−充填排出口、９・・・−内袋、
１０１〜１０．・−・繊維補強ゴム層、１１〜１４−・
・−凹部、１５−・・−ペデスタル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）構造物と基礎との間または構造物と構造物との間
に支持体を設置し、その間で伝達される振動エネルギー
を減少させる免震支持装置において、前記支持体として
、繊維補強されたゴム状膜材から成る袋の中に流体、ゴ
ム状固体または気体を密封した球状の袋状支持体を使用
し、前記構造物の重量を該袋状支持体により支持するこ
とを特徴とする免震支持装置。
（２）前記袋状支持体が圧縮変形状態でかつ転動可能な
状態で設置されていることを特徴とする請求項１に記載
の免震支持装置。
（３）前記袋状支持体に、前記流体、ゴム状固体または
気体の充填排出口が設けられていることを特徴とする請
求項１または２に記載の免震支持装置。