JPH046835B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は建築物とその基礎のような、上部構造
と下部構造に間在固定され、地盤から上部構造に
伝わる地震エネルギーを減少させる免震装置に関
する。

従来の技術 建物の耐震構造の１つとして、第９図に示すよ
うに複数個のアイソレータ１，１…を上部構造２
と下部構造３との間に挟み込み上部構造２を支持
させるものがある。このアイソレータ１は第１０
図及び第１１図に示すように、鋼板等の剛性板
４，４…と天然ゴムやネオプレンゴム等の薄い弾
性板５，５…を交互に垂直方向に重ね合わせ、
各々を接着固定して形成したものである。このア
イソレータ１は剛性板４，４…の間に薄い弾性板
５，５…が挟まれているので、大きな鉛直載荷能
力とゴムのせん断変形による小さな水平バネ剛性
を持つている。従つて重量物である上部構造を安
定性良く支え、水平方向の動きを弱いバネで規制
したことになる。このように支持すると、構造物
の系全体の水平方向の振動周期を増大させ、それ
の地震の最大エネルギー成分の周期よりも大きく
する。従つて地震発生時の地盤からの入力に対す
る建物の応答加速度を減少させることができる。

しかしながら上記アイソレータ１のみによつて
上部構造２を支持すると、アイソレータ１の水平
方向のバネ力が小さいため次の問題が生じる。

第１の問題は、地震動の作用によつて一旦上部
構造２が振動し始めると、その振動振幅がアイソ
レータ１を用いず直接下部構造３に上部構造２を
支持させた場合に比べて大きくなると共に、その
揺れが静まるまで時間がかかることである。すな
わち物理的に安全が保障されたとしても居住者に
とつて心理的に不安な状態が長く続くことにな
り、建築物の免震構造としては不適当である。

第２の問題は台風の風荷重等の横方向荷重が建
物に加わつた場合、その方向に上部構造２が位置
ずれするおそれがあり、上部構造の安定性が保障
されないことである。

上記第１及び第２の問題を解決するため、本出
願人は第１２図に示すようにアイソレータ１，１
…を間在させた上部構造２と下部構造３の間の水
平方向に広がる空間に沿つて第１３図に示すよう
な環状部材６を減衰機構として配設したものを、
発明し先に出願した（特願昭58−93259号）。この
環状部材６は鋼棒等の弾塑性材料を環状に曲成し
たもので、その両端は夫々上部構造２と下部構造
３に固定される。この状態で、上部構造２と下部
構造３が地震動によつて水平方向に相対運動する
と、環状部材６は、例えば第１４図又は第１５図
に示すように弾塑性変形する。この場合におい
て、上部構造と下部構造の相対的な往復運動が減
衰して停止すると、環状部材６は最初の形に復帰
する。環状部材６は弾塑性材料より形成され、そ
の応力に対してヒステリシス特性をもつて変形す
るので、一振動周期ごとに所定量だけ振動エネル
ギーを吸収する。この振動エネルギーが環状部材
６の各部分に吸収される割合は、各部分の歪み量
に対応した大きさである。

上記振動エネルギーの吸収効果によつて、第１
２図に示す免震構造では、第９図に示すアイソレ
ータのみ免震構造に比べると、上部構造が振動す
る際の振幅が小さく、さらに振動開始後の振幅及
び加速度の減衰が極めて速やかになる。つまりこ
の環状部材６を備えた免震装置を用いれば、建築
物が振動を開始した場合でも、その振幅は一定の
範囲内に制限され、且つ振動を開始してから、そ
れが停止するまでの時間、換言すれば建築物内の
居住者が地震の発生後その振動を感じなくなるま
での時間が極めて短縮される。

また環状部材６の径及び太さは、免震が必要な
大きさの水平方向の応力が作用したときのみ弾塑
性変形し、台風の風加重等の横方向への小さな一
方向加重では、ほとんど変形しないような値に定
められている。これにより上部構造の下部構造に
対する固定的効果が得られる。

発明の解決しようとする問題点 上記減衰機構としての環状部材６を有する免震
装置において、環状部材６が１個しか用いられて
いなかつたとすると、環状部材６の変形方向が、
例えば第１４図に示す場合と第１５図に示す場合
のように異なると、弾塑性変形の応力に対する歪
みの特性が一致しない。すなわち１個の環状部材
６のみでは、エネルギー吸収効果並びに横方向加
重に対する上部構造の固定効果に方向性が生じ
て、実用には不適当になる。この方向性による不
都合を解消するには環状部材６の各部分の断面積
を変えて、どの方向に変形しても均一な弾塑性変
形特性が得られるようにするか、或いは複数の環
状部材６，６…を、その各々方向性が打ち消し合
うように切れ目がある側を異なる方向に向けて設
置することが考えられる。しかし前者の各部分の
断面積を変える方法はその製造が困難でコスト高
になる問題があり、また後者の複数の環状部材
６，６…を用いる方法は取付位置を複数箇所確保
する必要があり、設置工事を頻繁にして工費を増
大させる問題がある。

問題点を解決するための手段 本発明は減衰機構として環状部材を用いた上記
免震装置において、環状部材が上部構造と下部構
造の間の狭い空間に設置できるという特徴を生か
しつつ、複数の環状部材を取付け方向を異ならせ
て一箇所にコンパクトに設置できるようにするも
のである。

すなわち本発明は複数枚の剛性板と一枚以上の
弾性板とを交互に重ね合わせて形成したアイソレ
ータを上部構造と下部構造の間に複数個間在さ
せ、且つ弾塑性材料よりなり切れ目を持つ複数の
環状部材の各一端を上部構造の一箇所に、また各
他端を下部構造の一箇所に夫々まとめて固定し、
各環状部材を、上部構造と下部構造の間の水平方
向に広がる空間に沿つて花弁状に配置したことを
特徴とする減衰機構を持つ免震装置である。

実施例 本発明の一実施例を第１図に示す。この実施例
はアイソレータ１，１…を間在させた上部構造２
と下部構造３の間に、例えば第２図及び第３図に
示すような減衰機構７を配設するものである。こ
の減衰機構７は、第４図に示すように鋼棒等の弾
塑性材料を螺旋状に曲成した切れ目８を有する環
状部材９を４個用い、それらを勾配方向を一致さ
せプロペラの端縁形状をなすように、花弁状に組
合わせ、各々の一端同士の取付け部１０，１０…
同士及び他端の取付部１１，１１…同士を溶接し
たものである。この減衰機構７は、溶接された一
端及び他端の取付部１０，１１を、夫々上部構造
２と下部構造３に植設固定され、各環状部材９，
９…は上部構造２と下部構造３の間の水平方向に
広がる隙間内に、その方向に沿つて配置される。
上記構造の減衰機構７を用いれば、一個の環状部
材９のみを用いた場合の弾塑性変形の応力に対す
る歪みの特性の方向性が解消でき、しかも複数の
環状部材をコンパクトに一体化し、一箇所に取付
けることが可能になる。

なお上記環状部材９を形成する弾塑性材料の断
面形状は上記実施例における円形に限定されるも
のではない。この断面形状は、設計上要求される
吸収エネルギーの量、固定力及び製作上の経済性
を考慮して任意の形状にすることができる。この
断面形状を第５図ａ〜ｇに例示する。

本発明の減衰機構を実際の建築物に取付け使用
するには、上部構造及び下部構造に着脱自在に取
付可能な構造にすると便利である。例えば減衰機
構の構造を、第６図に示すように環状部材９，９
…の一端及び他端を連結板１２，１２に溶接固定
して一体化したものとし、また上部構造２及び下
部構造３には、その建築時に予め第７図に示すよ
うに、例えば鋼棒の先端をＬ字状に折曲し、そこ
に取付け用の孔１３を穿設した取付け部材１４，
１４を植立しておく。建築後第８図に示すように
取付け部材１４，１４に減衰機構７′をボルト１
５とナツト１６で固定する。

このような組付構造にすると、減衰機構７′の
取付け及び取外しが容易に行える。従つて地震動
により、又は長期間の使用により、弾性疲労が蓄
積されたと判断される場合の取り換えは極めて容
易に行える。

なお上記各実施例では減衰機構７，７′を４個
の環状部材９，９…によつて構成していたが、環
状部材の組合せ数は任意で二個以上の組合せによ
つて方向性をなくす効果が得られる。

発明の効果 本発明はアイソレータに併設される振動減衰機
構として、弾塑性材料よりなる複数の環状部材を
花弁状に一体化したものを提供したから、環状部
材を一個のみ使用した場合の欠点であつたエネル
ギー吸収力と横方向荷重に対する固定力の方向性
を解消し、しかも環状部材の特徴である上部構造
と下部構造の間の狭い空間内に配置できるという
利点を生かしつつ、複数の環状部材を一箇所にコ
ンパクトに設置できる。従つて環状部材を、免震
装置用の減衰機構として好適したものとし、また
実際に建築物等に取付ける際の設計施工を容易化
し、経済性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である減衰機構を持
つ免震装置の要部を示す正面図、第２図及び第３
図は本発明の減衰機構の一例を示す斜視図及び平
面図、第４図は本発明の減衰機構を構成する環状
部材の一例を示す斜視図、第５図ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆ，ｇは、夫々環状部材の断面形状例を
示す断面図である。第６図乃至第８図は本発明の
他の実施例を示し、第６図は減衰機構の平面図、
第７図は減衰機構を上部構造と下部構造の間に固
定するための取付部材を示す断面図、第８図は減
衰機構を取付部材に固定した状態を示す正面図で
ある。第９図は従来の免震構造の一例を示す正面
図、第１０図及び第１１図はアイソレータの正面
図及び平面図、第１２図は本発明の前提となる減
衰機構を持つ免震構造の要部の正面図、第１３図
は環状部材の一例を示す斜視図、第１４図及び第
１５図は、夫々環状部材が弾塑性変形した状態を
示す平面図である。 １……アイソレータ、２……上部構造、３……
下部構造、４……剛性板、５……弾性板、７，
７′……減衰機構、９……環状部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数枚の剛性板と一枚以上の弾性板とを交互
   に重ね合わせて形成したアイソレータを上部構造
   と下部構造の間に複数個間在させ、且つ弾塑性材
   料よりなり切れ目を持つ複数の環状部材の各一端
   を上部構造の一箇所に、また各他端を下部構造の
   一箇所に夫々まとめて固定し、各環状部材を、上
   部構造と下部構造の間の水平方向に広がる空間に
   沿つて花弁状に配置したことを特徴とする減衰機
   構を持つ免震装置。