JPH04125359U - 弾性支持免震構造物の転倒防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ゴム弾性支承によって支持され、該ゴム弾性
支承の免震作用を利用するいわゆる弾性支持免震構造物
に併置される転倒防止装置において、上部構造がどのよ
うに揺れても、上部構造の下部に配されたどの転倒防止
装置も有効に機能し、かつ、当該部分における破損原因
の解消を図ること。 【構成】 長尺の引張り材１の下端は下部構造Ｂに固定
され、その上端は滑動子３に固定され、該滑動子３は上
部構造Ｇに定着した定着板２に摺動自在に載置され、引
張り材１にはゴム弾性支承Ｒを圧縮する張力が導入され
てなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 イ．考案の目的 (1) 産業上の利用分野 この考案は、ゴム弾性支承によって支持され、該ゴム弾性支承の免震作用を利 用するいわゆる弾性支持免震構造物に関し、更に詳しくは、該弾性支持免震構造 物の転倒防止装置に関する。

【０００２】 (2) 従来の技術 この種の免震構造物の転倒防止装置として、特開昭６０−２６１８７０号公報 が公知である。 すなわち、該公知技術によれば、基礎上に複数のゴム弾性支承によって支持さ れる重心の高い高層建築物を対象とし、基礎と上部構造との間にケーブルが設け てあり、これらのケーブルが基礎及び上部構造の垂直方向空所内に配置してあり 、両端に前記空所の直径よりも幅の広いヘッドピースを備えており、上方のヘッ ドピース内に弾性詰物または詰物要素がすえ付けてある構成を採るものである。 しかして、この構成により、地震の発生により基礎が前後・左右動したとき、 基礎と上部構造との間に相対的変位が生じ、この変位をケーブルがその引張り抗 力により抵抗し、上部構造の転倒に至る過度な変位を阻止するというものである 。

【０００３】 しかしながら、上部構造の変位は実際的には、回転を伴う上下動要素すなわち ロッキング運動を含み、圧縮側に配されたこの装置においてはケーブルが無負荷 状態となり、当該部では機能を果さず、全体としての効果が半減し、更には、引 張り側になった際に衝撃が発生し、破損原因ともなる。 また、上部のヘッドピース部分においては、回転のみを許容するピン結合とな っているので、上部構造の変位がそのまま伝わり、当該変位の鉛直分は弾性詰物 の圧縮によって吸収され、この結果、該弾性詰物を過度に圧縮される等、該弾性 詰物部においても破損が生ずる事態となる。

【０００４】 (3) 考案が解決しようとする問題点 本考案は上記実情に鑑みなされたものであり、免震構造物の下部に配されるこ の種の複数の転倒防止装置において、上部構造がどのように揺れても、上部構造 の下部に配されたどの転倒防止装置も有効に機能し、かつ、当該部分における破 損原因の解消を図ることを目的とする。

【０００５】 ロ. 考案の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本考案の弾性支持免震構造物の転倒防止装置は上記目的を達成するため、次の 技術的手段（構成）を採る。 第１番目の弾性支持免震構造物の転倒防止装置においては、上部構造と下部構 造との間の空間にゴム弾性支承が介装され、該ゴム弾性支承の鉛直剛性により上 部構造の荷重を支持し、その水平剛性により構造物間の横振動を吸収する構造系 において、長尺体よりなり、その下端部を下部構造に固定され、その上部を上部 構造の凹部内に突入される引張り材と；上部構造に固設され、前記引張り材をそ の中央に開設された孔部内に移動域を存して受け入れ、その上面がすべり面に形 成されてなる定着板と；前記定着板のすべり面に摺動自在に載置され、前記引張 り材の上端が固設される滑動子と；からなり、前記引張り材には、前記ゴム弾性 支承に載荷される支持荷重の所要割合の引張り力が導入されてなることを特徴と する。

【０００６】 第２番目の弾性支持免震構造物の転倒防止装置においては、上部構造と下部構 造との間の空間にゴム弾性支承が介装され、該ゴム弾性支承の鉛直剛性により上 部構造の荷重を支持し、その水平剛性により構造物間の横振動を吸収する構造系 において、長尺体よりなり、その下端部を下部構造に固定され、その上部を上部 構造の凹部内に突入される引張り材と；上部構造に固設され、前記引張り材の上 端が固設される定着板と；からなり、前記引張り材には、前記ゴム弾性支承に載 荷される支持荷重の所要割合の引張り力が導入されてなる、ことを特徴とする。

【０００７】 (2) 作用 地震により下部構造が水平振動すると、該下部構造と上部構造との間に相対的 変位が生じ、ゴム弾性支承上に支持された上部構造は長周期化された固有の振動 周期をもって振動する。 第１及び第２の本転倒防止装置においては、ともに、上部構造にロッキング運 動が生じても、その圧縮側においては、引張り力を失わず、常時張力を保持し、 引張り側となったとき、円滑な応力の変換が行われる。 第１の本転倒防止装置においては、更に、鋼棒の上部ではすべり変位が許容さ れ、上下部構造物間の変位に比べて可及的小さな変位にとどまり、該鋼棒の曲げ 変形量も小さく、ゴム弾性支承への負担が軽減される。

【０００８】 (3) 実施例 本考案の弾性支持免震構造物の転倒防止装置の実施例を図面に基づいて説明す る。 （第１実施例の構成） 図１及び図２はその一実施例の弾性支持免震構造物の転倒防止装置（以下単に 「転倒防止装置」という）を示す。すなわち、本実施例においてはゴム支承一体 型の転倒防止装置を示し、図１はこの転倒防止装置の全体の断面構造を示し、図 ２はその変位状態を示す。

【０００９】 図１において、Ｂは地盤に打設された杭基礎等に連なる下部構造であり、Ｇは 建築物等の上部構造である。 Ｒはゴム弾性支承であり、上部構造Ｇと下部構造Ｂとの間の空間に所要数をも って介装され、上部構造Ｇの荷重を下部構造Ｂに伝達する。 しかして、本転倒防止装置Ｓは、このゴム弾性支承Ｒに付置して形成され、こ れらの下部構造Ｂと上部構造Ｇとの間に介装され、鋼棒１と定着板２と滑動子３ とを主要構成要素として構成される。

【００１０】 もっと詳しくは、ゴム弾性支承Ｒは、中央には上下に貫通する比較的大径の中 央孔１０が開設され、鋼板１１とゴム体１２とが交互に積層された積層ゴム体１ ３を主体とし、上部に上部取付け板１４、下部に下部取付け板１５が固設されて なる。 そして、上部取付け板１４は上部構造Ｇの下面に固設され、下部取付け板１５ は下部構造Ｂに埋設定着された基台１７上に固設される。 基台１７にもゴム弾性支承Ｒの中央孔１０に連なる中央孔１８が開設される。 なお、該基台１７は適宜省略されうる。 該ゴム弾性支承Ｒは当然のことながら、少なくとも上部構造Ｇを自立保持しう る個数をもって下部構造Ｂ上に配されるものである。

【００１１】 転倒防止装置Ｓにおいては、鋼棒１は、ゴム弾性支承Ｒ及び基台１７の中央孔 １０，１８の孔軸上に沿い、その中間部を下部構造Ｂ内に形成された凹部２０内 に配され、その下端部は下部構造Ｂに埋設固定され、その上端部はねじ部１ａと され、上部構造Ｇの凹部２１内に突設される。 下部構造Ｂに形成される下部凹部２０は、基台１７の中央孔１８に嵌装して配 される保護管２３によって形成される。保護管２３は鋼棒１の曲げ変形を許容す べく所定の長さと内径とを有する。保護管２３の底部には鋼棒１を接続する継ぎ 手管２４が固設され、この接続管２４より下部構造Ｂ内にアンカー部材２５が延 設される。 上部構造Ｇの上部凹部２１は、上部構造Ｇの下面に埋設された保護枠体２７に よって形成される。

【００１２】 定着板２はこの保護枠体２７に囲撓され、上部凹部２１の開口端に臨んで配さ れる。 定着板２は、所定厚さを有する剛性体よりなり、上面２８が所定の曲率をもつ 凹曲面に形成され、中央にはゴム弾性支承Ｒの中央孔１０に連なる中央孔２９が 形成される。定着板２の固定は、ゴム弾性支承Ｒの上部取付け板１４に定着され るか、保護枠体２７に定着される。

【００１３】 滑動子３は、所定厚さを保持した剛性の円板体よりなり、その外径は、定着板 ２の中央孔２９よりも十分に大きく、かつ、定着板２の最小差渡し距離よりも小 さくされる。そして、その下面３１は、定着板２の上面２８の凹曲面の曲率に合 致する凸曲面とされ、また、その中央には鋼棒１の上部が挿通される小孔の鋼棒 挿通孔３２が開設されている。 該滑動子３は定着板２に載置され、定着板２の上面２８の凹曲面に沿って滑動 自在となる。留意すべくは、滑動子３の移動によってもその鋼棒挿通孔３は実質 的に鋼棒１に拘束を加えないことである。

【００１４】 鋼棒１の上部は、定着板２の中央孔２９及び滑動子３の鋼棒挿通孔３２内に挿 通され、滑動子３上に突設したねじ部１ａにナット３４が螺合される。 このようにして、鋼棒１にはナット３４の締込みにより緊張力が導入される。 なお、鋼棒１の長さは、上下の固定点（２３，３４）間での曲げ変形の影響を 小さくするため、可及的長く採られることが好ましい。実構造物に対しては、例 えば５ｍ程度とされる。

【００１５】 このゴム支承一体型の転倒防止装置Ｓは、建物の下面のすべてに配される必要 はなく、ロッキング現象の現われる建物の周辺部へのみ配する態様を採ることが できる。この場合、建物の中心部付近は通常のゴム支承Ｒが配される。

【００１６】 本実施例の転倒防止装置Ｓの設置において、ゴム弾性支承Ｒは上部構造Ｇの荷 重を受けてその積層ゴム体１３は所定量の圧縮を受けるが、本転倒防止装置Ｓに おける鋼棒１のナット３４による締込みにより鋼棒１に更に緊張力が付加され、 積層ゴム体１３は緊張力に見合う分の圧縮変形を受ける。 因みに、付加緊張力は、ゴム弾性支承Ｒの支持荷重が２００トンに対し、５０ トン程度を目安とする。

【００１７】 （第１実施例の作用・効果） このように構成された実施例の転倒防止装置Ｓは、次のように作用する。 構造物自体の剛性によって耐えうる程度の外力、例えば風荷重程度のものが作 用したとき、この構造系においては、鋼棒１に付与された張力により、上下構造 Ｇ，Ｂは一体性を発揮し、上部構造Ｇは容易には振動しない。

【００１８】 構造系に過大な外力、換言すれば鋼棒の張力による定着力を上回る力、例えば 地震動による水平地震力が作用したとき、下部構造Ｂの水平振動に伴い、該下部 構造Ｂと上部構造Ｇとの間に相対的変位が惹起される。 上下構造Ｇ，Ｂ間に介装されたゴム弾性支承Ｒにより、上部構造Ｇは下部構造 Ｂの変位から絶縁され、その固有の長周期の振動周期をもって振動する。

【００１９】 図２はこの構造系の変位状態を示すものであって、上部構造Ｇがイ方向（下部 構造Ｂがロ方向）に最大に振れた状態を示す。 このとき、ゴム弾性支承Ｒは横方向へ最大の変形を受けている。

【００２０】 図２に示されるように、本転倒防止装置Ｓにおいては、上部構造Ｇの変位によ り、鋼棒１の上端１ａも同方向への変位を受けて鋼棒１は曲げ変形する。この変 形により、鋼棒１は引張り抵抗を発揮し、上部構造Ｇの変位に抵抗し、かつまた 、引き戻し力を与えて、従って、上部構造Ｇの転倒防止機能を発揮する。 このとき、本実施例装置Ｓにおいては、定着板２と滑動子３とが摺動を許容さ れているので、鋼棒１の上端１ａの変位は構造物Ｇ，Ｂ間の相対変位量よりも小 さく、従って、鋼棒１のたわみは小さく、鋼棒１に過大な応力が生じない。 更に、定着板２と滑動子３との曲面接触は、定位置すなわち中立位置に復帰し ようとする特性が働くとともに、定着板２と滑動子３とは面的に接したものであ るので、その当接面に摩擦抵抗力が生じ、地震動エネルギーを吸収して、振動の 減衰作用を生ずる。

【００２１】 構造系の変位において、上部構造Ｇにロッキング現象が生じた際、引張り側に 配された本装置Ｓにおいては上述したとおりその鋼棒１が引張り抗力を発揮する 。 一方、圧縮側に配された本装置Ｓにおいては、鋼棒１に付与された張力により 、鋼棒１は無負荷状態更には圧縮状態とならず、鋼棒１の引張り抵抗力が維持さ れ、従って、転倒阻止機能が保持される。 これにより、全体的に転倒阻止機能を失うことがない。 地震動による水平振動はどの方向にも起こり、本装置Ｓにおいてはどの方向に も変位を許容できるので、無方向の水平振動に対応する。

【００２２】 このように、本実施例の転倒防止装置Ｓによれば、上部構造Ｇにロッキング運 動が生じた際、圧縮側に配された本装置Ｓにおいても浮き上がりが生ぜず、有効 に機能するので、全体の転倒防止作用が向上する。 また、浮き上がりに直接的に抵抗する鋼棒１の上部はすべりが許容されるので 、当該部では構造物Ｂ，Ｇ間の相対的変位よりも小さくなり、鋼棒１の変位が小 さくなり、このため、過大な応力が生ぜず、破損の原因が減少する。更には、ゴ ム弾性支承Ｒへの負担が軽減し、ゴム弾性支承Ｒを破損させることはない。 本転倒防止装置Ｓにおける定着板２と滑動子３との摺動作用により、その摩擦 効果により構造物間の振動の減衰をなすことができ、かつ、それらの曲面接触に より、定位置への復帰作用が生じ、構造物間の振動の減衰に寄与する。

【００２３】 （第２実施例） 図３は本考案の他の実施例（第２実施例）を示す。図において、先の第１実施 例と同等の部材については同一の符号が付されている。 この実施例においては、ゴム弾性支承Ｒと転倒防止装置Ｓとは別体として上部 構造Ｇと下部構造Ｂとの間に介装される。 もっと詳しくは、このゴム弾性支承Ｒはゴム積層体の中心に鉛プラグ３６が封 入されたいわゆる鉛封入ゴム支承が使用され、振動の減衰機能をもつ。 転倒防止装置Ｓにおいては、保護管２３が単独で下部構造Ｂ中に埋設されてい ること、また、上部凹部２１の開口端部に介装板３７が配され、該介装板３７を 介して定着板２が固設されること以外は、先の実施例に準じる。 本実施例においては、ゴム弾性支承Ｒと転倒防止装置Ｓとが別体となっている ので、転倒防止装置Ｓの配設が自由となり、最小限の配設により経済的に施工を 行うことができ、また、必要に応じてゴム弾性支承Ｒより多数配することができ 、更には増設も可能である。また、ゴム弾性支承Ｒには鉛プラグが封入され、そ の減衰性が付加されることにより、構造系として大きな減衰特性を得ることがで きる。

【００２４】 （第３実施例） 図４は本考案の更に他の実施例（第３実施例）を示す。図において、先の２つ の実施例と同等の部材については同一の符号が付されている。 この実施例では、上部構造Ｇにおける凹部、及び鋼棒１の上部の固定態様の構 成以外は第１実施例と実質的に同一の構成を採る。 すなわち、上部構造Ｇの下面に所定厚さを有するスペーサ部材４０が固設され 、該スペーサ部材４０の中央には上部凹部２１が形成される。また、該スペーサ 部材４０の凹部２１を塞ぐようにして、定着平板４１が該スペーサ部材４０に対 して固定される。そして、鋼棒１はその上端のねじ部１ａを該定着平板４１の中 央孔４２に挿通され、該ねじ部１ａに締付けナット４３が螺装され、鋼棒１に緊 張力が導入される。 本実施例の弾性支持免震構造物の転倒防止装置によれば、先の実施例のように 定着部材すなわち定着平板にすべりが許容されていないので、該すべりの効果は 期待できないが、ロッキング運動における圧縮側の浮き上がり防止機能を発揮す ることにおいて先の実施例と変わるところはない。

【００２５】 本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本考案の基本的技術思想の範 囲内で種々設計変更が可能である。すなわち、以下の態様は本考案の技術的範囲 内に包含されるものである。 叙上の各実施例では引張り材１として鋼棒が使用されたが、鋼索、あるいはＦ ＲＰ製ロッドであってもよい。 第１・第２実施例において、定着板２と滑動子３とのすべり面を互いに平面接 触とすること。この場合、引張り材１の滑動子３への固定は回転変位を許容する ピン固定が好ましい。

【００２６】 ハ. 考案の効果 本考案の弾性支持免震構造物の転倒防止装置は上記構成よりなり作用を奏する ものであるので、以下の効果を有する。 請求項１〜３の発明については、上部構造にロッキング運動が生じた際、圧縮 側に配された本装置においても浮き上がりが生ぜず、有効に機能するので、全体 の転倒防止作用が向上する。 また、請求項１，２の発明においては、上記効果に加え、浮き上がりに直接的 に抵抗する鋼棒の上部はすべりが許容されるので、当該部では構造物間の相対的 変位よりも小さくなり、鋼棒の変位が小さくなり、かつ、過大な応力が生ぜず、 破損の原因が減少する。更には、ゴム弾性支承への負担が軽減し、ゴム弾性支承 を破損させることはない。 本転倒防止装置における定着板と滑動子との摺動作用により、その摩擦効果に より構造物間の振動の減衰をなすことができ、かつ、それらの曲面接触により、 定位置への復帰作用が生じ、構造物間の振動の減衰に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の更に弾性支持免震構造物の転倒防止装
置の一実施例（第３実施例）の縦断面図である。

【図２】その変位状態を示す縦断面図である。

【図３】本考案の他の実施例（第２実施例）の縦断面図
である。

【図４】本考案の更に他の実施例（第３実施例）の縦断
面図である。

【符号の説明】

Ｂ…下部構造、Ｇ…上部構造、Ｒ…ゴム弾性支承、Ｓ…
転倒防止装置、１…鋼棒、２…定着板、３…滑動子、２
９…中央孔、４１…定着平板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 東野 雅彦 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)考案者 下田 郁夫 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社内 (72)考案者 池永 雅良 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上部構造と下部構造との間の空間にゴム弾
   性支承が介装され、該ゴム弾性支承の鉛直剛性により上
   部構造の荷重を支持し、その水平剛性により構造物間の
   横振動を吸収する構造系において、長尺体よりなり、そ
   の下端部を下部構造に固定され、その上部を上部構造の
   凹部内に突入される引張り材と；上部構造に固設され、
   前記引張り材をその中央に開設された孔部内に移動域を
   存して受け入れ、その上面がすべり面に形成されてなる
   定着板と；前記定着板のすべり面に摺動自在に載置さ
   れ、前記引張り材の上端が固設される滑動子と；からな
   り、前記引張り材には、前記ゴム弾性支承に載荷される
   支持荷重の所要割合の引張り力が導入されてなる、こと
   を特徴とする弾性支持免震構造物の転倒防止装置。
2. 【請求項２】請求項１において、定着板のすべり面は凹
   曲面に形成され、滑動子の下面はこの凹曲面に合致する
   凸曲面に形成されてなる弾性支持免震構造物の転倒防止
   装置。
3. 【請求項３】上部構造と下部構造との間の空間にゴム弾
   性支承が介装され、該ゴム弾性支承の鉛直剛性により上
   部構造の荷重を支持し、その水平剛性により構造物間の
   横振動を吸収する構造系において、長尺体よりなり、そ
   の下端部を下部構造に固定され、その上部を上部構造の
   凹部内に突入される引張り材と；上部構造に固設され、
   前記引張り材の上端が固設される定着板と；からなり、
   前記引張り材には、前記ゴム弾性支承に載荷される支持
   荷重の所要割合の引張り力が導入されてなる、ことを特
   徴とする弾性支持免震構造物の転倒防止装置。