JPH09242190A

JPH09242190A - 構造物とその支承装置

Info

Publication number: JPH09242190A
Application number: JP5149396A
Authority: JP
Inventors: Toshio Toritani; 利夫鳥谷; Shigeru Ogi; 茂小木; Yoshihiko Hataguchi; 吉彦畑口; Toshikatsu Watanabe; 敏勝渡辺
Original assignee: Toda Corp
Current assignee: Toda Corp
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1997-09-16
Anticipated expiration: 2016-03-08
Also published as: JP2999709B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、構造物の支承構造に係り、更に詳
しくは、温度差によって伸縮量に差が生じる複数の分離
した構成物を有する構造物に関し、内部応力の発生を防
止する構造物を提供するものである。【解決手段】支承体２と、該支承体２に支承される被
支承体１と、前記支承体２と被支承体１との間の複数の
支点に設けられる支承装置５，６とからなり、前記支承
装置５，６のうち少なくとも１箇所の支承装置６が、被
支承体１の伸縮移動を許容する非拘束の支承装置６であ
ること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の支承構造
に係り、更に詳しくは、温度差によって伸縮量に差が生
じる複数の分離した構成物を有する構造物とその支承装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、図７に示すように、アー
チ状トラス構造の大スパン屋根等の上部構成物１と、こ
れとは分離されて該上部構成物を支承する鉄筋コンクリ
ート製の下部構成物２とでなる構造物３において、その
支承構造は、上部構成物１における水平力等の力をすみ
やかに下部構成物２に伝達させるため、当該上部構成物
１と下部構成物２とを一体化すべくピン等の支承装置で
固定・連結している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記上
部構成物１は温度変位量が大きく、下部構成物２が温度
変位が小さい場合に、前記ピンなどの支承装置には、移
動差による変位量（δ₁−δ₂＝δ₃）を固定手段である
ピンで抑えるために、構造物３に大きな内部応力が発生
する。

【０００４】例えば、図８に示すように（この図では、
温度が上昇した例として示されているが、温度が下がる
ことも同じなので説明は両者について行う）、鉄筋コン
クリート製の下部構成物と、鉄骨トラス屋根の上部構成
物１をピンの支承で固定・連結した場合において、アー
チ鉄骨パイプがφ１ｍ×１６ｍｍ（厚さ）で、そのスパ
ンが１００ｍで、四隅の柱が１５００ｍｍ角のＲＣのと
き、温度差が１０℃ある場合、上部構成物１の両端部を
緊張しているタイバー４において伸縮が生じて（ある断
面形では約３．２ｍｍ）応力が作用する（約８８ｔｏ
ｎ）。よって、ピン支持されて上部構成物の両端部が固
定されているので、上部構成物及び下部構成物の内部応
力が大きくなると共に、上部構成物の上下方向への変位
が大きくなってしまう。

【０００５】このように、支承装置に大きな応力が掛か
るのは構成物にとって好ましくないのであるが、支承部
分を拘束しない構成にして全くフリーとすることは、上
部構成物１の地震および風等の水平外力による水平移動
を拘束できないので不可能である。

【０００６】このように、従来の上部構成物と下部構成
物とが分離した構造物の支承装置には、温度差による伸
縮量の違いから生じる内部応力発生の点において解決す
べき課題を有していた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る構造物の上
記課題を解決するための要旨は、支承体と、該支承体に
支承される被支承体と、前記支承体と被支承体との間の
複数の支点に設けられる支承装置とからなり、前記支承
装置のうち少なくとも１箇所の支承装置が、被支承体の
伸縮移動を許容する非拘束の支承装置であることに存す
る。

【０００８】また、本発明に係る構造物の要旨は、支承
体と、該支承体に支承される被支承体と、前記支承体と
被支承体との間の複数の支点に設けられる支承装置とか
らなり、前記支承装置が前記被支承体の両端で対にして
設けられ、少なくとも対の片側の支承装置が被支承体の
伸縮移動を許容する非拘束の支承装置であることであ
る。

【０００９】前記非拘束の支承装置が、支承体に固定さ
れる底部材と該底部材の周囲から立設された反力壁とで
なる反力受部材と、前記反力壁との間に間隙を有して前
記底部材に移動自在に載置されるとともに被支承体の端
部に連結される支持部材と、前記反力壁と支持部材の側
面との間隙に設けられる制動手段とからなることであ
る。

【００１０】本発明に係る構造物の支承装置の要旨は、
支承体と該支承体に支承される被支承体との間に配設さ
れる支承装置であって、前記支承体に固定される底部材
と該底部の周囲から立設された反力壁とでなる反力受部
材と、前記反力壁との間に間隙を有して前記底部材に移
動自在に載置されるとともに被支承体の端部に連結され
る支持部材と、前記反力壁と支持部材の側面との間隙に
設けられる制動手段とからなることである。

【００１１】前記制動手段が、移動速度の遅いときには
小さい抵抗力を発揮し、移動速度の速いときには大きい
抵抗力を発揮するものであること、；そして、具体的に
はオイルダンパであること、；又はオイルダンパとコイ
ルスプリングとの組合せでなることである。

【００１２】また、前記支持部材が、２分割体でなりそ
の一方が被支承体の端部に連結され、前記２分割体の間
に球面対偶手段が設けられていること、；前記反力受部
材の底部材と支持部材との間にテフロンシートが敷設さ
れ、前記支持部材が摺動自在にされていることである。

【００１３】本発明に係る構造物によれば、支承体と被
支承体とにおいて温度差が生じた場合に、前記被支承体
が支承体よりも伸縮しても、被支承体の端部に連結され
た非拘束の支承装置により支点位置が拘束されずに移動
可能となって、伸縮方向に逃げることができるので、内
部応力の増大を防止することができる。また、温度差が
少なくても支承体と被支承体との線膨張率の違いによる
伸縮量の差が生じた場合でも同じである。

【００１４】また、本発明の構造物の支承装置によれ
ば、支持部材が反力受部材の反力壁の間で移動可能とな
り、更に、制動手段で支持部材の高速移動には強く抵抗
し、その一方で、低速移動には極めて弱く抵抗するの
で、温度変化による支持部材の移動は低速なのでその移
動がスムーズであるとともに、地震力等による高速の移
動には大きい支持力を発揮するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る実施形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。なお、理解容易の
ために、従来例に対応する部分には従来例と同一符号を
付けて説明する。

【００１６】本発明の第１実施例は、図１に示すよう
に、アーチ状大スパンの鉄骨トラス屋根で被支承体であ
る上部構成物１と、鉄筋コンクリート製の支承体である
下部構成物２と、前記構成物１，２との間に設置される
支承装置５，６とでなる構造物７である。

【００１７】そして、前記支承装置５，６のうち、支承
装置５は従来と同様のピン支持構造であって、上部構成
物１の一端部を水平方向に移動不可能に拘束するもので
ある。

【００１８】一方、前記支承装置６は、本発明に係る非
拘束の支承装置である。この非拘束の支承装置６の一構
成例は、図３乃至図４に示すような、構成となってい
る。

【００１９】即ち、前記支承体である下部構成物２の上
端部２ａに、平坦な底部材８と該底部材８の周囲から一
体に立設された反力壁９とでなる、枡形の反力受部材１
０を固定する。

【００２０】前記反力壁９の内壁面との間に間隙を有し
て前記底部材８に載置されるとともに被支承体の上部構
造体１の端部１ａに連結される支持部材１１を設ける。

【００２１】前記支持部材１１は、上部構成物１の端部
１ａに連結され下面に半円形の凹部を有した上部ブロッ
ク１１ａと、上部に半円球体１１ｂを一体に有した下部
ブロック１１ｃとからなる。

【００２２】前記上部ブロック１１ａの凹部と前記下部
ブロック１１ｃの半円球１１ｂとが嵌合して、球面対偶
手段となっている。

【００２３】また、前記反力受部材１０の底部材９の上
面と、前記下部ブロック１１ｃの下面との間には、スム
ーズな滑動を得るために、例えば、テフロンシート１４
が敷設され、前記底部材９に載置された下部ブロック１
１ｃが摺動自在となっている。なお、前記スムーズな滑
動を得るためのものとしては、前記テフロンシート１４
に限らず、例えば、ステンレス，ボールベアリング等が
ある。

【００２４】次に、図３乃至図４に示すように、反力受
部材１０の反力壁９と支持部材１１の下部ブロック１１
ｃとの間の間隙には、制動手段たるオイルダンパ１２
が、水平方向に於ける前後・左右に各々設けられてい
る。該オイルダンパ１２のピストン片側端部と下部ブロ
ック１１ｃとの当接部では、下部ブロック１１ｃの水平
面内の自由移動に対応すべく、摺接自在となっている。

【００２５】また、上部構成物１の端部１ａ及び支持部
材１１が過度に移動しないように規制すべく、コイルス
プリング１３も反力壁９に反力を取って前後・左右に併
用して設けられている。このコイルスプリング１３の代
わりにゴム等を使用しても良く、後述の第２実施例で説
明する。

【００２６】前記オイルダンパ１２は、図５に示すよう
に、オリフィス型ダンパである。このダンパは、シリン
ダの断面積ａ₁よりも小さな断面積ａ₂で短い通路のオリ
フィスにより、ピストンの移動速度が速いと、大きな抵
抗力Ｆが働く。該抵抗力Ｆは、次式で表される。

【００２７】Ｆ＝(ｐ₁−ｐ₂)・ａ₁＝｛(ａ₁)³／(α・ａ
₂)²｝・(γ／２ｇ)・(ｖ₁)²ここにおいて、ｐ₁，ｐ₂は
オリフィス両側の圧力、γはオイルの比重、ｇは重力、
ｖ₁はピストンの移動速度、αは流量係数である。よっ
て、図６に示すように、抵抗力Ｆがピストン速度の２乗
に比例して大きくなる。

【００２８】このような、オイルダンパ１２で代表され
る制動手段により、アーチ状の上部構成物１の端部１ａ
の温度変化による水平方向の移動または地震時における
水平方向の移動に対して、遅い速度の移動には小さい抵
抗力を発揮し、速い速度の移動には大きい抵抗力を発揮
するものである。

【００２９】よって、本発明の支承装置６を、図１乃至
図２に示すように、被支承体である上部構成物１の対配
置の脚部の少なくとも片側に設けることで、被支承体１
と支承体２とにおいて温度差が、例えば、１０℃あって
も、反力受部材１０の底部材８上で、下部ブロック１１
ｃと上部ブロック１１ａを介して上部構成物１の端部１
ａが自由に水平方向に移動でき、アーチ状の上部構成物
１が上方に膨らんだりする等の変形が防止され、内部応
力の発生を防止できるものである。

【００３０】また、上記温度変化による脚部、即ち端部
１ａの水平方向の移動速度は遅いので、オイルダンパ１
２の抵抗力が弱く、スムーズに端部１ａが移動できる。
また、地震のような瞬間的な移動の場合には、前記オイ
ルダンパ１２の抵抗力が強く作用するので、水平方向の
支持力が伝達される。前記端部１ａの移動量が大きい場
合には、コイルスプリング１３によって規制するもので
ある。

【００３１】このようにして、本発明の構造物は、非拘
束の支承装置を具備することで、温度差による内部応力
の生じない、若しくは極めて小さくできるものとなるの
である。

【００３２】本発明の第２実施例は、上部構成物１の端
部１ａの全てに支承装置６を設けることである。また、
本発明の第３実施例は、制動手段として、オイルダンパ
１２に代わって、反力受部材１０の反力壁９と下部ブロ
ック１１ｃとの間に、移動速度の遅いときには小さい抵
抗力を発揮し、移動速度の速いときには大きい抵抗力を
発揮するような合成ゴムを用いるものである。このよう
な支承装置によっても、本発明の構造物を得ることがで
きる。

【００３３】更に、第１実施例におけるオイルダンパ１
２の配置について、この例に限定することなく、図４に
おいて、下部ブロック１１ｃの対角線上の四隅部に配置
しても同様の作用・効果が得られるものである。

【００３４】このほか、第１実施例における端部１ａと
支持部材１１の上部ブロック１１ａとを一体化して、支
持部材を半円球体１１ｂ，下部ブロック１１ｃのみとす
ることもできる。また、前記端部１ａと支持部材１１と
を、場合によっては一体とすることもできる。更に、支
承装置６における反力受部材１０を、支承体２の上部か
ら延設して一体化したものでも良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る構造
物は、支承体と、該支承体に支承される被支承体と、前
記支承体と被支承体との間の複数の支点に設けられる支
承装置とからなり、前記支承装置のうち少なくとも１箇
所の支承装置が、被支承体の伸縮移動を許容する非拘束
の支承装置であることなので、被支承体の端部の移動が
非拘束となって温度差による内部応力の生じない構造物
にすることができると言う優れた効果を奏する。

【００３６】本発明に係る支承装置は、支承体と該支承
体に支承される被支承体との間に配設される支承装置で
あって、前記支承体に固定される底部材と該底部材の周
囲から立設された反力壁とでなる反力受部材と、前記反
力壁との間に間隙を有して前記底部材に移動自在に載置
されるとともに被支承体の端部に連結される支持部材
と、前記反力壁と支持部材の側面との間隙に設けられる
制動手段とからなるので、制動手段によって支持部材の
移動が規制される非拘束の支承装置が得られると言う優
れた効果を奏する。

【００３７】前記制動手段が、移動速度の遅いときには
小さい抵抗力を発揮し、移動速度の速いときには大きい
抵抗力を発揮するものであるので、温度変化による被支
承体の移動に対しては小さく抵抗し被支承体の端部が自
由に移動し拘束されないので、被支承体に内部応力が生
じなくなると言う優れた効果を奏する。

【００３８】前記支承装置の支持部材が、２分割体でな
りその一方が被支承体の端部に連結され、前記２分割体
の間に球面対偶手段が設けられているので、被支承体の
温度変化による変形が３次元的に変形しても、反力受部
材の底部材と支持部材との摺接移動がスムーズになると
言う優れた効果を奏する。

【００３９】前記反力受部材の底部材と支持部材との間
にテフロンシートが敷設され、前記支持部材が摺動自在
にされているので、被支承体の端部の移動がスムーズに
なると言う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る構造物の概略構成を
示す正面図である。

【図２】同本発明の第１実施例に係る構造物の平面図で
ある。

【図３】同本発明の第１実施例に係る構造物の被支承体
の端部と、支承装置の構造を示す縦断面図である。

【図４】同本発明の第１実施例に係る支承装置の平面図
である。

【図５】制動手段としてのオイルダンパの概略構成図で
ある。

【図６】同制動手段としてのオイルダンパの、移動速度
と抵抗力との関係を示す特性曲線図である。

【図７】従来例に係る構造物の温度変化による移動量を
示す説明図である。

【図８】同従来例に係る構造物の温度変化による移動量
を示す平面図である。

【符号の説明】

１被支承体としての上部構成物、１ａ端部、２，２ａ支承体としての下部構成物、３構造物、４タイバー、５拘束する支承装置、６非拘束の支承装置、７第１実施例の構造物、８底部材、９反力壁、１０反力受部材、１１支持部材、１１ａ上部ブロック、１１ｂ半円球体、１１ｃ下部ブロック、１２オイルダンパ、１３コイルバネ、１４テフロンシート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺敏勝東京都中央区京橋１−７−１戸田建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支承体と、該支承体に支承される被支承
体と、前記支承体と被支承体との間の複数の支点に設け
られる支承装置とからなり、前記支承装置のうち少なく
とも１箇所の支承装置が、被支承体の伸縮移動を許容す
る非拘束の支承装置であることを特徴とする構造物。
【請求項２】支承体と、該支承体に支承される被支承
体と、前記支承体と被支承体との間の複数の支点に設け
られる支承装置とからなり、前記支承装置が前記被支承
体の両端で対にして設けられ、少なくとも対の片側の支
承装置が被支承体の伸縮移動を許容する非拘束の支承装
置であることを特徴とする構造物。
【請求項３】非拘束の支承手段が、支承体に固定され
る底部材と該底部材の周囲から立設された反力壁とでな
る反力受部材と、前記反力壁との間に間隙を有して前記
底部材に移動自在に載置されるとともに被支承体の端部
に連結される支持部材と、前記反力壁と支持部材の側面
との間隙に設けられる制動手段とからなることを特徴と
する請求項１又は２に記載の構造物。
【請求項４】支承体と該支承体に支承される被支承体
との間に配設される支承装置であって、前記支承体に固
定される底部材と該底部材の周囲から立設された反力壁
とでなる反力受部材と、前記反力壁との間に間隙を有し
て前記底部材に移動自在に載置されるとともに被支承体
の端部に連結される支持部材と、前記反力壁と支持部材
の側面との間隙に設けられる制動手段とからなることを
特徴とする構造物の支承装置。
【請求項５】制動手段が、移動速度の遅いときには小
さい抵抗力を発揮し、移動速度の速いときには大きい抵
抗力を発揮するものであることを特徴とする請求項４に
記載の構造物の支承装置。
【請求項６】制動手段が、オイルダンパであることを
特徴とする請求項４又は５に記載の構造物の支承装置。
【請求項７】制動手段が、オイルダンパとコイルスプ
リングとの組合せでなることを特徴とする請求項４又は
５に記載の構造物の支承装置。
【請求項８】支持部材が、２分割体でなりその一方が
被支承体の端部に連結され、前記２分割体の間に球面対
偶手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記
載の構造物の支承装置。
【請求項９】反力受部材の底部材と支持部材との間に
テフロンシートが敷設され、前記支持部材が摺動自在に
されていることを特徴とする請求項４又は８に記載の構
造物の支承装置。