JPH0833083B2 - 免震支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本願発明は免震支持装置に関するもので、建築建家、
土木構造物等において、構造体と基礎との間に設置して
上部構造体を支える外、建物の床などの構造部分の支持
装置としても利用される。

〔従来の技術〕

免震構造の最も一般的な構造としては、建物の上部構
造と下部構造とを切離し、間に積層ゴム支承等水平変形
しながら鉛直荷重を支持する装置と地震エネルギーを吸
収するための各種ダンパーを適宜の間隔で配置したもの
がある（例えば、特公昭61−4457号公報、特開昭61−15
1377号公報参照）。

この他、積層ゴム支承を用いる代わりに、ボールベア
リング、ロールベアリングを用いたものや、剛なすべり
支承を用い、該支承を危構造上に取付けたすべり板上で
スライドさせ、これと上載荷重を支持しない水平バネと
を組み合わせたもの等が知られている（例えば、特公昭
62−32300号公報、特開昭62−206123号公報参照）。

また、特公昭49−43029号公報には、多数本の細い桿
状材よりなる可撓弾性体による免震装置が記載されてお
り、これらが下部構造と上部構造を一体的に連繋するこ
とで、建物の引上げ力にも耐える旨が述べられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

積層ゴム支承と各種ダンパーを組み合わせた免震構造
は、既に実用化されているものもある。しかし、積層ゴ
ム支承と各種ダンパーとを別個に設ける必要があり、ま
た積層ゴムの耐用年数の問題等から交換の必要性が生じ
たり、また低温および高温における性能やメンテナンス
の面で問題があり、信頼性が薄い。

一方、ボールベアリングやすべり支承を用いた構造で
は、メンテナンスが比較的容易であるが、摩擦面におけ
る性能等、設計が難しいという問題がある。

また、特公昭49−43029号公報記載の免震装置も免震
機能を主としたものであり、装置自体は減衰性能を持っ
ていないため、建物の効果的な制振効果を得るために
は、ダンパー装置等の併用が必要となる。また、多数本
の細い桿状材を個々に取り付ける構造であるため、取付
けや交換のための作業に手間がかかるといった問題があ
る。

本願発明は上述のような問題点の解決を図ったもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本願発明の免震支持装置は、鉛直方向に配した細長い
棒状体と、これらの棒状体束ねるあるいは取り囲む拘束
材とで支持装置本体を形成し、免震構造物の下部構造と
上部構造との間に設置するようにしたものである。

ここで、下部構造とは例えば建物の基礎部であり、上
部構造は例えば建物本体部分となる。また、本願発明の
免震支持装置は支柱材として使用することもでき、その
場合の上部構造は大スパンのドーム屋根であったり、フ
ローティングフロア等の二重床の躯体床スラブ部分に対
する浮き床部分となる。

棒状体としては、細径の鋼棒、各種金属の棒、管など
が使用される。棒状体の断面は必ずしも円である必要は
なく、四角その他でもよい。また、全ての棒状体を同一
の材質とする必要はなく、異質の棒状体を分散配置（交
互に配置する等）することにより、支持装置の性能を構
造物に応じ、種々選択することができる。すなわち、棒
状体の材質、断面形状、支持長さ、あるいは支持条件等
を変えることで、剛性や減衰性能の組み合わせを容易に
設定することができる。

本願の請求項１に係る発明は、このような免震支持装
置において、支持装置本体の棒状体の一部または全部に
より上部構造を支持し、かつ棒状体の一部を他の棒状体
より長くし、水平方向の変形に対する抵抗を異ならせ、
水平方向変形に対し積極的に抵抗させることで、周期的
エネルギー減衰機構の形で減衰性を付加したものであ
る。

請求項２に係る発明は、同様に、棒状体の一部の断面
形状を他の棒状体の断面形状と異ならせることで、水平
方向の変形に対する抵抗を異ならせ、減衰性を付加した
ものである。

請求項３に係る発明は、上記のように構成される免震
支持装置において、支持装置本体を構成する棒状体とし
て、２種以上の異質な棒状体を組み合わせて配置するこ
とで減衰性を付加したものである。

この場合、異質の棒状体を交互に配置する等して、支
持装置の性能を構造物に応じ、種々選択することができ
る。材質に関しては、例えばスチールの棒状体と減衰性
能の大きい鉛の棒状体というように異質の金属どうしを
組み合わせたり、この他金属の棒状体の一部を硬質ゴム
等からなる棒状体と置き換えることによりゴムの弾性変
形性能を加えたり、棒状体としての金属棒と硬質ゴム等
の支持棒との間に、粘性材料のセパレーターを組み込む
ことにより粘性減衰性能を持たせることもできる。

請求項４に係る発明は、拘束材の材質により減衰性を
付加する場合であり、棒状体を囲む拘束材として棒状体
と異なる変形性能または減衰性能を有する材質の拘束材
を用いることで免震支持装置に減衰性を付加することが
できる。

この他、棒状体の束ね力としては、１つの支持装置本
体を構成する棒状体を全部ひとまとめに束ねたり、ある
いは小さく束ねたものを集合させたり、またゴム等にあ
けた穴に棒状体を差込んでもよい。

請求項５に係る発明は、構造物の形状により一方向の
みの免震で足りる場合の免震支持装置として、鉛直方向
に配した薄板を多数枚並列的に束ねることにより支持装
置本体を形成し、構造物の下部構造上に設置し、束ねた
薄板の一部または全部により上部構造を支持するよう構
成したものである。

〔作 用〕

支持装置本体を構成する個々の棒状体は断面剛性が小
さく、大きな変形性能を有しており、集合体として考え
た場合、鉛直荷重に対する支持断面積が大きくとれるの
で、水平方向には大きな変形性能を有し、鉛直荷重に対
しては大きな支持力を有する支持装置が構成され、従来
の免震構造における積層ゴム支承と類似する免震性能が
得られる。

さらに、ブラシ状の細い棒状体の一部または全部を水
平方向変形に対し積極的に抵抗させることで、棒状体の
弾塑性ひずみ履歴により振動を減衰させることができ
る。このように構成することにより、１つの支持装置に
免震構造の可撓支えと周期的エネルギー減衰機構の両機
能を持たせることができる。

また、棒状体として２種以上の異質な棒状体を分散配
置したり、拘束材として棒状体と異なる変形性能または
減衰性能を有する材質の拘束材を用いることでも減衰性
を付加し、同様の機能を免震支持装置に持たせることが
できる。

また、構造物の形状により一方向のみの免震で足りる
場合には棒状体に代え、振動方向に薄板を重ね合わせて
拘束したもとを用いても免震効果が得られる。

〔実施例〕

第１図は本願発明の免震支持装置の外観として代表的
な形態を示したもので、鋼棒等からなる多数本の細長い
棒状体１を拘束材としての下部固定ブロック２の凹部に
挿入することにより、これらの棒状体１を束ねた形のユ
ニットを構成している。また、この例では棒状体１の上
部についても、上部固定ブロック３の凹部に挿入するこ
とにより、一体の免震支持装置Ａを構成している。

なお、大規模な免震構造物においては、地震時にかな
りの水平変位が生じる場合も考えられるが、第１図では
上下の固定ブロック2,3間をバネ７で連結することによ
り、免震支持装置Ａに性能以上の変形が生じるのを防い
でいる。もちろん、復元のためのバネを免震支持装置Ａ
と別個に設けもよい。また、第２図の例は免震支持装置
Ａを多段に重ねて使用することにより大変位に対処する
ものである。

第３図および第４図は、それぞれ、棒状体１の支持長
さを代え、一部または全部の棒状体１について、水平方
向変形に対し積極的に抵抗させ、棒状体１の弾塑性ひず
み履歴により振動を減衰させるようにした場合の実施例
を示したものである（請求項１に対応）。

第３図の実施例は、棒状体１の一部1aを他の棒状体よ
り長くし、先端を上部固定ブロック３内の穴に嵌合する
ことにより、これらの復元力特性を積極的に利用し、地
震時の水平方向のずれに抵抗するようにしたものであ
る。

なお、この場合これらの棒状体1aの先端面と上部固定
ブロック３の穴底部との間に空隙を設けるようにすれ
ば、棒状体1aは水平方向のずれにのみ抵抗することにな
る。

第４図の実施例は、棒状体1bの先端面と上部固定ブロ
ック3aとが曲面または斜面で接するようにし、各棒状体
1bが鉛特荷重を支持しつつ、大きな水平抵抗力を持た
せ、かつ棒状体1bどうしの支持長さが異なることで、一
部の棒状体1bの復元力特性を積極的に利用し、地震時の
水平方向のずれに抵抗するようにしたものである。

また、この他、棒状体１の支持長さを変える代わり
に、棒状体１の断面を変えることでも同様の機能が得ら
れる（請求項２に対応）。

第５図の実施例（請求項３に対応）は、２種類の異質
な棒状体1,1cを交互に配置して束ねたものであり、例え
ばステンレス製の棒状体１に対し、軟鋼、鉛あるいは硬
質ゴム等、異質の棒状体1cを組み合わせることにより、
種々の変形性能、減衰性能を有する免震支持装置を構成
することができる。

第６図の実施例（請求項４に対応）は多数の挿入穴を
有する拘束材５に棒状体１の下部を挿入して、ブラシ状
の支持装置本体を構成したものであり、拘束材５の材質
は金属、硬質ゴム等、特に限定されないが、棒状体１と
異なる変形性能または減衰性能を有する材質の拘束材５
を用いることで、ユニット化された免震支持装置に減衰
性を付加することができる。

第７図および第８図は、棒状体１の束ね方の例を示し
たもので、上述の実施例では多数本の棒状体１をひとま
とめに束ねていたのに対し、第７図の例ではたが状の拘
束材４により棒状体１を数本ずつ束ね、これらの束の集
合体により支持装置本体を構成する場合を示している。
また、第８図に示すように、棒状体１をより線６の形で
用いることも考えられる。

以上の実施例はいずれも、支持装置本体を棒状体１で
構成した場合であるが、建物、構造物の形状等から主な
振動方向が一方向に拘束される場合には、第９図に示す
ように薄板1dを並列させることで、免震支持装置として
機能させることができる（請求項５に対応）。

〔発明の効果〕 細径の棒状体の集合体であるため、水平せん断剛性
が小さく、大きな重量を支えつつ水平に揺れ、下部の振
動を上部に伝え難くし、免震効果の大きい支持装置を構
成する。

せん断剛性が小さい割りに、支持面積は大きくとれ
るため、横に大きく移動しても耐力を維持することがで
きる。

請求項１〜４に係る発明では、棒状体の長さや断
面、材質、拘束材の材質等を変えることで、免震機能を
与える可撓支えとダンパーとしてのエネルギー減衰機構
を一体化した構造となっており、免震構造における装置
の配置等が単純化される。

支持装置本体は棒状体あるいは薄板と拘束材とから
なり、ユニット化が可能であり、据え付け、その他の取
り扱いが容易で、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の免震支持装置の外観における代表例
を示す正面図、第２図は免震支持装置を多段に重ねて使
用した場合の正面図、第３図および第４図はそれぞれ本
願の請求項１に係る発明の実施例を示す鉛直断面図、第
５図は本願の請求項３に係る発明の実施例を示す斜視
図、第６図は本願の請求項４に係る発明の実施例を示す
斜視図、第７図および第８図はそれぞれ棒状体の束ね方
の変形例を示す斜視図、第９図は本願の請求項５に係る
発明の実施例を示す斜視図である。 １……棒状体、２……下部固定ブロック、３……上部固
定ブロック、４……拘束材、５……拘束材、６……より
線、７……バネ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】構造物の下部構造と上部構造との間に設置
   される免震支持装置であって、鉛直方向に配した多数本
   の細長い棒状体と、前記棒状体を多数本ブラシ状に束ね
   る拘束材とで支持装置本体を形成し、前記構造物の下部
   構造上に設置し、束ねた前記棒状体の一部または全部に
   より上部構造を支持するよう構成し、かつ前記棒状体の
   一部を他の棒状体より長くし、水平方向の変形に対する
   抵抗を異ならせることで減衰性を付加したことを特徴と
   する免震支持装置。
2. 【請求項２】構造物の下部構造と上部構造との間に設置
   される免震支持装置であって、鉛直方向に配した多数本
   の細長い棒状体と、前記棒状体を多数本ブラシ状に束ね
   る拘束材とで支持装置本体を形成し、前記構造物の下部
   構造上に設置し、束ねた前記棒状体の一部または全部に
   より上部構造を支持するよう構成し、かつ前記棒状体の
   一部の断面形状を他の棒状体の断面形状と異ならせ、水
   平方向の変形に対する抵抗を異ならせることで減衰性を
   付加したことを特徴とする免震支持装置。
3. 【請求項３】構造物の下部構造と上部構造との間に設置
   される免震支持装置であって、鉛直方向に配した多数本
   の細長い棒状体と、前記棒状体を多数本ブラシ状に束ね
   る拘束材とで支持装置本体を形成し、前記構造物の下部
   構造上に設置し、束ねた前記棒状体の一部または全部に
   より上部構造を支持するよう構成し、前記多数本の棒状
   体として２種以上の異質な棒状体を配置することで減衰
   性を付加したことを特徴とする免震支持装置。
4. 【請求項４】構造物の下部構造と上部構造との間に設置
   される免震支持装置であって、鉛直方向に配した多数本
   の細長い棒状体と、前記棒状体を囲む拘束材とで支持装
   置本体を形成し、前記構造物の下部構造上に設置し、前
   記棒状体の一部または全部により上部構造を支持するよ
   う構成し、かつ前記拘束材として前記棒状体と異なる変
   形性能または減衰性能を有する材質の拘束材を用いるこ
   とで減衰性を付加したことを特徴とする免震支持装置。
5. 【請求項５】構造物の下部構造と上部構造との間に設置
   される免震支持装置であって、鉛直方向に配した薄板を
   多数枚並列的に束ねることにより支持装置本体を形成
   し、前記構造物の下部構造上に設置し、束ねた前記薄板
   の一部または全部により上記構造を支持するよう構成し
   たことを特徴とする免震支持装置。