JPH0635766B2 - 積層ゴム支承体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は構造物の免震等に利用される積層ゴム支承体に
関する。

〔従来の技術〕

建築物等の構造物を地震から保護する基礎材として、第
４図に示すような積層ゴム支承体（１）が知られている
（特開昭57−209347号）。この積層ゴム支承体（１）は
複数の鋼板（２）…の間に薄いゴム板（３）…を挟み、
加硫接着して積層体としたもので、水平方向のバネ剛性
に対する鉛直方向のバネ剛性の比を非常に大きくできる
ため、第５図に示すように重量物である建築物（４）を
安定性良く支持しながら、地震発生時には地震動の周期
よりも長周期で水平方向に低速で揺動させ、地震の入力
加速度を低減する。このため建築物に必要な耐震強度
は、地盤に直接建築物を固定する従来の剛体構造基礎の
場合に比べて著しく小さくでき、特に高層建築化を容易
にする。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記積層ゴム支承体（１）のゴム板（３）の挙動を観察
すると、次のようになる。

加硫接着により積層体となった据付前の無負荷状態で
は、ゴム板（３）は第６図（ａ）に示すように鋼板
（２）に対して内側に凹入した状態に仕上げられてい
る。次に建築物と基礎の間に挟まれた据付状態では、ゴ
ム板（３）は第６図（ｂ）に示すように圧縮され、その
周縁は外側に円弧状に張り出している。据付後に、地震
の発生により各鋼板（２）…が水平方向の位置ずれ運動
をすると、第６図（ｃ）に示すようにゴム板（３）は上
下面を鋼板（２）（２）に拘束され、全体が剪断応力を
受けて変形する。このときゴム板の周縁の露出部分は、
第６図（ｃ）に示すように斜め方向に引き延ばされる
が、内部から横方向の引張り力も同時に受けるので、こ
の周縁部は内部に比べて高張力の状態になり、特に大変
形時には固くなって第３図中に点線で示すように水平バ
ネ定数を増大させ、免震能力を低下させると同時に第６
図（ｃ）に示すように周縁部の破断（3a）を起こし易
い。

そこで本発明の大変形時におけるゴム板周縁部の高張力
状態をなくす構造を提供することにより、水平バネ定数
を大変形時にも略一定に保ち、かつ大変形時のゴム板の
破断の発生をなくして、積層ゴム支承体の免震性能及び
耐久性の向上を図ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数の剛性板とゴム状弾性板を交互に積層
し、重量物を水平方向に揺動可能に載置支持する積層ゴ
ム支承体において、剛性板に挟まれるゴム状弾性板の少
なくとも周縁部を剛性板に対し非接着としたことを特徴
とする積層ゴム支承体を開示する。

〔作用〕

上記構成において、ゴム状弾性板の周縁部は剛性板に接
触して挟まれているだけで、固着されていない。したが
って、この周縁部は従来の完全接着型の場合と比べて、
上下の剛性板に対してかなり自由に動き得る。

このため、上下の剛性板が水平方向の相対運動をすると
き、周縁部はこれに追従してローリング（転がり運動）
を起こし、内部からの横方向の引張り力は、この周縁部
の肉が変形することにより吸収する。また周縁部の表面
積が大きいので、この部分に作用する引張力は分散され
て小さくなる。

この結果、大変形時に周縁部が固化する現象はなくな
り、大変形時の周縁部の破断と、水平バネ定数の増大を
除去できる。

〔実施例〕

本発明の積層ゴム支承体（５）は、第１図（ａ）（ｂ）
（ｃ）及び第２図に示すように、鋼板等の剛性板（６）
…と天然ゴム、合成ゴム等のゴム状弾性板（７）とを交
互に積層したもので、ゴム状弾性板（７）の周縁部を剛
性板（６）に対して非接着とする。すなわち周縁部（7
a）を除く中央部分のみを加硫等により剛性板（６）…
と固着し、周縁部（7a）は単に密接させるだけにする。
この場合、ゴム状弾性板（７）の側端は、第１図（ａ）
に示したように外側に膨らませ、上下面と円弧を持って
つながるようにすることが、前述したローリングを容易
にする上で好ましい。このように製作された積層ゴム支
承体（５）を建築物等の重量物とその基礎の間に据え付
けると、第１図（ｂ）に示すようにその圧縮荷重により
側端が外側に突出する。この状態で積層ゴム支承体
（５）が第２図に示すように水平方向変形の免震動作を
すると、ゴム状弾性板の周縁部は第１図（ｃ）に示すよ
うに変形する。これを次に詳しく説明する。

周縁部（7a）の非接着面（7b）は剛性板（６）…に対し
所定の摩擦力を持って追従して、周縁部（7a）の肉はロ
ーリング（転がり）を起こす。このとき周縁部（7a）の
肉は剛性板（６）によって拘束されていないので、接着
された内部の肉に比べて自由に弾性変形し得る。したが
って上下の剛性板（６）（６）の水平方向の相対変位に
よる側端（7c）への引張り力及び内部からの横方向への
引張り力を、全体で分散吸収し、この周縁部（7a）は大
変形時にも固化しない。そのため大変形時に周縁部の外
表面が破断する現象はなくなり、水平方向のバネ定数
は、第３図に実線で示すように大変形時にも略一定に保
たれ、大地震に対しても有効な免震性能を発揮する。

また上記非接着型の構造では、大荷重となる程、非接着
面（7b）の剛性板（７）に対する摩擦力が大きくなり、
バネとして働く部分が多くなってバネ定数が大きくなる
特性がある。このことは建築物が大重量の場合と小重量
の場合の夫々に、一種類の積層ゴム支承体を共用し易い
ことを意味する。すなわち、免震に有効な一次固有周期
を得るためには、大重量の建築物に対しては大きなバネ
定数、小重量の建築物に対しては小さなバネ定数が必要
となるからである。

なお、上記実施例ではゴム状弾性板（７）を、周縁部を
除いて剛性板（６）…に接着している。しかし積層ゴム
支承体を建築物等の免震に利用する場合において、積載
荷重による面圧が発生する摩擦力は、一般的に発生する
剪断力より大きいので、全面を非接着とし、この摩擦力
のみによって上下の剛性板（６）とゴム状弾性板（７）
の保持をさせることもできる。この場合は、構造物への
据付までの間に、各剛性板（６）…とゴム状弾性板
（７）…の位置関係を一定に保つ必要がある。この手段
としては、上下端の剛性板間を仮止め部材で締付けてお
く、或いは積層ゴム支承体の側面を柔軟な耐熱性素材で
被覆し、耐火兼用の保持構造とする等が考えられる。

なお本発明の積層ゴム支承体は、構造物の免震の他に機
械類のダンパー等としても使用できるものである。

〔発明の効果〕

本発明はゴム状弾性板の周縁部を非接着として剛性板か
ら自由にしたので、大変形時の周縁部の固化をなくし、
大変形時の破断及び水平方向バネ定数の増大をなくし、
免震能力、特に大地震に対する能力を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の積層ゴム支承体の
部分断面図で、その（ａ）は無負荷状態、その（ｂ）は
圧縮状態、その（ｃ）は圧縮せん断状態を夫々示す。第
２図は本発明の積層ゴム支承体の変形状態を示す断面図
である。第３図は本発明の積層ゴム支承体の水平変形に
対する剪断力の特性（イ）を従来の積層ゴム支承体の特
性（ロ）と比較して示す図である。 第４図は積層ゴム支承体の一般的な構造を示す正面図、
第５図は積層ゴム支承体を用いた建築物の免震構造を示
す正面図である。第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来の積
層ゴム支承体を示す部分断面図で、その（ａ）は無負荷
状態、その（ｂ）は圧縮状態、その（ｃ）は圧縮剪断状
態を示す。 （５）……積層ゴム支承体、（６）……剛性板、（７）
……ゴム状弾性板、（7a）……周縁部、（7b）……非接
着面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の剛性板とゴム状弾性板を交互に積層
   し、重量物を水平方向に揺動可能に載置支持する積層ゴ
   ム支承体において、 剛性板に挟まれるゴム状弾性板の少なくとも周縁部を剛
   性板に対し非接着としたことを特徴とする積層ゴム支承
   体。