JPH0444672B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、橋梁、建築物等の構造物を支える
とともに地震動等の強制振動による振動を吸収す
る免震支承装置に関し、更に詳しくは、ゴム支承
体に粘性せん断抵抗部を設けた免震支承装置に関
する。

［従来技術］ この種の免震支承装置として既に特開昭54−
160037号公報のもの（以下「先行技術」という）
がある。

第７図にその先行技術の概略を示す。ここに、
ａは上面板、ｂは下面板、ｃは上面板ａと下面板
ｂとの間に介装されたゴム支承体であつて、ゴム
支承体ｃの中央には円孔ｄが穿設されている。該
円孔ｄ内には、上面板ａより垂下された柱体ｅに
複数の円板状の可動抵抗板ｆが張設されるととも
に、円孔ｄの壁面に埋め込まれた固定抵抗板ｇは
該可動抵抗板ｆの間隙に入り込むように配置さ
れ、かつ、円孔ｄ内には粘性流体ｈが充填されて
いる。

この構造により、地震動等によりゴム支承体ｃ
が水平方向にせん断変形を受けると可動抵抗板ｆ
と固定抵抗板ｇとの間に相対変位が起り、両抵抗
板の間には粘性流体ｈが介在するので粘性せん断
抵抗が生じ、可動抵抗板ｆの動きを制動し、結
局、該支承装置に載置されている上部構造物の振
動を減衰させることになる。

しかしながら、先行技術の構造にあつては、可
動抵抗板ｆと固定抵抗板ｇとの間隙を保持するこ
とが困難であり（粘性せん断抵抗を有効に発生さ
せるには極めて微小な間隙でなければならない。）
また、実際の地震動にあつては支承装置に曲げ変
形が加わるのが常であり、可動抵抗板ｆと固定抵
抗板ｇとが接触することになり、破損の原因とも
なるものである。更に、可動抵抗板ｆの外周面と
ゴム支承体ｃの内孔ｄとの間あるいはまた固定抵
抗板ｇの内周面と柱体ｅとの間には水平変位に相
当する間隔を設けなければならず、ゴム支承体ｃ
の寸法が大きくなるという欠点を有している。

［本発明の技術的課題］ 本発明は上記先行技術のもつ問題点に鑑み、効
率よく粘性減衰能を付加させ、曲げの加わつたせ
ん断変形に対しても有効に対処できる免震支承装
置を得ることを目的（技術的手段）とする。

［本発明の構成］ 本発明の構造物用免震支承装置は上記目的を達
成するため、次の構成（技術的手段）を採る。す
なわち、上部構造物に取り付けられる上面板、
下部構造物に取り付けられる下面板、及び前記上
面板と下面板との間に介装される弾性支承体から
構成される支承装置において、前記弾性支承体
の中央部に鉛直方向の円孔が穿設され、前記円
孔内には、表面が平滑な多数の線状部材が互いに
独立して密実に配されるとともに、粘性物質が充
填されてなる、ことを特徴とする。

上記構成において、円孔並びに該円孔内に装入
される線状部材及び粘性物質により粘性せん断抵
抗部が構成される。

また、粘性物質としては、通常の粘性物質、例
えばシリコン油の外に、特に減衰特性の向上を図
るべく高粘度の粘性物質、例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
性物質、あるいはアスフアルトなどが使用され
る。

［作用］ 構造物等が強力かつ急激な振動を受けると本装
置はせん断変形を受ける。弾性支承体はこの変形
に追従するものであるが、粘性せん断抵抗発生部
にあつては該振動変位に抵抗する。

すなわち、個々の線状部材は互いに独立してい
るので外力に伴うせん断変形に極めて容易に追従
するものであり、個々の線状部材は一様に同一方
向に倒れる。線状部材の相互の空隙には粘性物質
が介在されているので、線状部材の軸方向に相対
変位する二面間に粘性せん断抵抗が発生し、個々
の線状部材は軸方向に抵抗力を受けて水平変位に
対して抵抗し、該抵抗力は合成されて構造物の振
動を止める方向に作用することになる。

なお、粘性せん断抵抗は間隙に反比例し、流体
の浸つている部分の面積及び２面の相対速度に正
比例するから、流体の浸つている部分の面積や相
対速度が大きいほど、そして線状部材相互の間隙
が小さいほど大きな制動力を得ることができる。

そして、粘性体に高粘度の高分子粘性体を用い
るとき、この傾向は一層顕著になる。すなわち、
この粘性体は非ニユートン流体特性、即ち擬塑性
流体特性（流体の速度が大きくなる程高粘度から
低粘度に変化して流動し易くなり、抵抗力の増加
の度合が小さくなる現象。）を示し、振動する構
造物に対し、効果的な減衰特性を発揮することに
なる。

［効果］ 本発明の構造物用免震支承装置は、上記構成よ
りなり、作用を奏するものであるので、以下の特
有の効果を有する。

線状部材を円孔内に鉛直方向に密実に配する
ことにより粘性せん断抵抗に必要な微小間隙を
容易にかつ多数得ることができ、しかもこの間
隙は本装置全体のせん断変形（純せん断変形、
曲げせん断変形を含む）に対して常に一定に保
つことができ、性能の低下がない。

曲げせん断変形に対しても個々の線状部材は
容易に追従し、線状部材相互の機能障害は何ら
生じることがないので、当該変形に対して格別
の配慮をする必要がない。

本発明装置にあつては、従来技術の各抵抗板
の水平変位を許容する移動間隔（空間）を設け
る必要がなく、効率よく粘性減衰能を付加する
ことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図ないし第３図は本発明の免震支承装置の
一実施例を示す。

ここに、Ｇは橋桁、建築物等の上部構造物、Ｂ
は橋脚、基礎等の下部構造物である。

本支承装置Ｈは上部構造物Ｇと下部構造物Ｂと
の間に介装され、支持機能とともに振動減衰機能
を奏するべく、上面板１、下面板３、弾性支承体
５及び粘性せん断抵抗部１０の主要部から構成さ
れる。

上面板１は矩形又は円板状（図では円板状）の
鋼板よりなり、上部構造物Ｇの下面に取り付けら
れる。該上面板１には周縁側にボルト挿通孔が適
宜間隔に穿設されている。上部構造物Ｇにはアン
カーボルト２がねじ部を突出させて埋め込まれ、
該ねじ部を上面板１のボルト挿通孔に挿通させ、
ナツト２ａを締め付けて固定する。

下面板３は上面板１と同様矩形又は円板状（図
では円板状）の鋼板よりなり、下部構造物Ｂの上
面に取り付けられる。該下面板３にも上面板１と
同様にして、ボルト挿通孔が設けられ、下部構造
物Ｂに埋め込まれたアンカーボルト４のねじ部に
挿通させ、ナツト４ａにより締め付けて固定す
る。

上面板１と上部構造物Ｇ、下面板３と下部構造
物Ｂとの固定はこの態様に限らず、上部構造物Ｇ
及び下部構造物Ｂの形態に応じて適宜の固定手段
（例えば溶接）が採られる。

弾性支承体５は、硬質あるいは軟質のゴム体６
（通常は天然ゴム）を主体とし、補強材として鋼
板７（あるいは帆布等）が埋め込まれてなる積層
体構造のものであるが、ゴム体のみであつても勿
論よい。ゴム体にはクロロプレン合成ゴムも採用
される。

弾性支承体５と上面板１及び下面板３とは強固
に接着（例えば加硫接着あるいは接着剤による接
着）されている。

本実施例の粘性せん断抵抗部１０は次のように
構成されている。

弾性支承体５の中央部に鉛直方向に円孔１１が
穿設形成され、該円孔１１内には線状部材として
の断面が円形の細長鋼線１２（以下、単に「鋼線
１２」という）が多数密接して挿入される。

円孔１１の径は弾性支承体５の載荷能力を下げ
ない範囲内及び所要の粘性抵抗力に応じて決めら
れる。

線状部材としての鋼線１２は、充分に剛性を有
し、耐摩耗性の材質のものが選ばれる。そのよう
なものとしてステンレス鋼が好適である。また、
表面は平滑にされる。鋼線１２の径は円孔１１の
寸法に応じて選定され、通常1.0mmから5.0mm程度
の範囲とされる。

鋼線１２は円孔１１内に可及的に緊密に装入さ
れるものであり、従つて、円孔１１の径により円
孔１１内に入れられる鋼線１２の数が決まる。

円孔１１内には更に粘性物質１３が充填され、
該粘性物質１３は鋼線１２相互の空隙を満たすこ
とになる。

第３図は鋼線１２相互の関係を拡大して示した
ものである。すなわち、鋼線１２相互の空隙には
粘性物質１３が連通状態で充填され、鋼線１２相
互の接近部表面１２ａが微小間隔のまま粘性物質
１３を介して対置されるものであり、この部分に
おいて粘性せん断抵抗発生部位を構成する。

次に、本実施例装置Ｈの作用を述べる（第４図
参照）。

通常の上部構造物Ｇの支持については弾性支承
体５が所要の支圧面積を確保することにより安定
して支持される。

地震その他の原因（例えば突風、車輌の制動作
用など）により強力かつ急激な振動が生ずると、
上部・下部構造物Ｇ，Ｂ間に急激な相対変位が生
ずる。上部構造物Ｇと下部構造物Ｂとが相対変位
することにより、該上部、下部構造物Ｇ，Ｂ間に
配置せしめられた本支承装置Ｈもそれに伴い変位
することになるが、弾性支承体５は容易に追従
し、円孔１１並びに該円孔１１内に装入された鋼
線１２を水平方向にせん断変位させることにな
る。

今、上部構造物Ｇに追従して本支承装置Ｈがイ
方向（第４図）に変位したとすると、鋼線１２相
互は互いに拘束されたものでないので互いにイ方
向に倒れ込み、角α傾斜することにより、鋼線１
２相互の対向する面１２ａは互いにｖ１，ｖ２の
速度でずれ移動が生じることになる（第４図にお
いてはは速度ベクトル図を示す。）。しかして、
面１２ａ相互の間には粘性物質１３が介在してい
るので相対変位する二面間に粘性せん断抵抗が発
生し鋼線１２の倒れを制動することになる。この
結果、上部構造物Ｇと下部構造物Ｂとの相対変位
が逓減される。

上部構造物Ｇが逆方向に相対変位するとき、鋼
線１２は上記と逆に倒れ、同様にして鋼線１２相
互に制動力が加わり、振動幅を逓減することにな
る。

第５図は本発明の他の実施例（第２実施例）を
示す。

本実施例においては線状部材１５の断面は四角
形状とされる。該線状部材１５の相互の間隙に粘
性物質１３が介在されることになる。本態様にお
いては線状部材１５の表面１５ａ相互の間隙距離
が一定であり、それだけ大きな粘性せん断抵抗を
得ることができる。

第６図は更に他の実施例（第３実施例）を示
す。

本実施例においては、線状部材１６の断面は三
角形状とされる。該線状部材１６の表面１６ａ相
互の間隙には粘性物質１３が充填される。

本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明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、以下の態様は本発
明の技術的範囲内に包含されるものである。

本支承装置の全体形状は円筒形に限らず、立
方形状、あるいはその他の多角柱形状を採るこ
とは自由である。

線状部材は鋼その他の金属に限らず、所要の
剛度を確保しえるものであれば合成樹脂製であ
つてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の免震支承装置の
実施例を示し、第１図はその一実施例の構造を示
す一部断面一部側面図（第２図のＹ−Ｙ線図）、
第２図は中央横断面図（第１図のＸ−Ｘ線図）、
第３図は本発明の要部（粘性せん断抵抗部）の一
部拡大断面図、第４図は粘性せん断抵抗部の作用
説明図、第５図は他の実施例の一部拡大断面図、
第６図は更に他の実施例の一部拡大断面図であ
る。第７図は従来技術の構造を示す断面図であ
る。 Ｈ……免震支承装置、Ｇ……上部構造物、Ｂ…
…下部構造物、１……上面板、３……下面板、５
……弾性支承体、１０……粘性せん断抵抗部、１
１……円孔、１２，１５，１６……線状部材、１
３……粘性物質。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部構造物Ｇに取り付けられる上面板１、下
   部構造物Ｂに取り付けられる下面板３、及び前記
   上面板１と下面板３との間に介装される弾性支承
   体５から構成される支承装置において、 前記弾性支承体５の中央部に鉛直方向の円孔１
   １が穿設され、 前記円孔１１内には、表面が平滑な多数の線状
   部材１２，１５，１６が互いに独立して密実に配
   されるとともに、粘性物質１３が充填されてな
   る、 ことを特徴とする構造物用免震支承装置。