JPH10184077A - 構造物の免震支持構造 - Google Patents

構造物の免震支持構造

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JPH10184077A
JPH10184077A JP35594496A JP35594496A JPH10184077A JP H10184077 A JPH10184077 A JP H10184077A JP 35594496 A JP35594496 A JP 35594496A JP 35594496 A JP35594496 A JP 35594496A JP H10184077 A JPH10184077 A JP H10184077A
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JP
Japan
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elastic
seismic isolation
isolation support
spring constant
elastic bearing
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JP35594496A
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English (en)
Inventor
Yoshihisa Yamamoto
吉久 山本
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Sumitomo Riko Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Riko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】建築構造物,土木構造物等構造物を免震支持す
るに際して、構造物のゆっくりとした横揺れを小さく抑
えるとともに横揺れを速やかに収束させ、且つ横方向の
荷重に対する耐力を高めることを目的とする。 【解決手段】ゴム弾性体18と剛性板20とを積層して
成る弾性支承体14を建築構造物,土木構造物等の構造
物10の被支持面に複数個配置して構造物10を弾性支
承体14を介して免震支持する。この場合において、複
数の弾性支承体14を、圧縮方向の弾性主軸Pが鉛直方
向に対して構造物10の中心側に所定角度θ傾斜した傾
斜姿勢にそれぞれ配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は地震の際に地盤か
らの震動を吸収して建築構造物,土木構造物等の構造物
に耐震力を与える構造物の免震支持構造に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
図7の模式図に示しているようにゴム弾性体と剛性板
(一般に金属板)とを交互に積層して接着一体化した形
態の弾性支承体200を建築構造物,土木構造物等の構
造物202の被支持面に複数個配置し、地震時に地盤か
らの震動をこの弾性支承体200で吸収して、構造物2
02に耐震性を持たせるようにした免震支持構造が公知
である。
【0003】従来の免震支持構造において、上記弾性支
承体200は水平配置、即ち圧縮方向の弾性主軸が正し
く鉛直方向に配向する状態に配置されており、この場
合、水平方向のばねを軟らかくし得て地盤からの震動入
力を良好に吸収し得る効果が得られるものの、一方にお
いてその分水平方向の剛性が弱くなり、建築構造物,土
木構造物等の支持構造としての安定性に欠けるといった
恨みがあった。
【0004】一般にこの種ゴム弾性体と剛性板とを積層
した形態の弾性支承体200の場合、圧縮方向のばね定
数と剪断方向のばね定数との比率は1000:1程度と
極めて大きな差があり、従って弾性支承体200を水平
姿勢に配置したとき、鉛直方向と水平方向とで荷重に対
する耐性に極めて大きな差が生ずるのである。
【0005】このため、例えば地震の際に構造物が横揺
れを生じたときその横揺れの振幅が大きく、また揺れが
鎮まるまでに時間がかかる外、台風等の際の横向きの大
きな風荷重により或いは構造物の偏心荷重等により構造
物が横方向に変形(変位)したり傾いたり、また場合に
よって転倒の恐れがあるなどの問題が生ずる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願の発明の免震支持構
造はこのような課題を解決するために案出されたもので
ある。而して請求項1の免震支持構造は、ゴム弾性体と
剛性板とを積層して成る弾性支承体を、建築構造物,土
木構造物等の構造物の被支持面に複数個配置して該構造
物を該弾性支承体を介して免震支持する、構造物の免震
支持構造において、前記複数の弾性支承体を、圧縮方向
の弾性主軸が鉛直方向に対して前記構造物の中心側に所
定角度傾斜した傾斜姿勢にそれぞれ配置したことを特徴
とする。
【0007】請求項2の免震支持構造は、請求項1にお
いて、前記弾性支承体の傾斜角度を、前記構造物の中心
からの離隔距離に応じて大きく設定したことを特徴とす
る。
【0008】請求項3の免震支持構造は、請求項1,2
の何れかにおいて、前記弾性支承体の傾斜角度を2〜1
0度の範囲としたことを特徴とする。
【0009】
【作用及び発明の効果】上記のように請求項1の免震支
持構造は、複数の弾性支承体を、圧縮方向の弾性主軸が
鉛直方向に対して構造物の中心側に所定角度傾斜した傾
斜姿勢にそれぞれ配置したもので、この免震支持構造に
よれば、弾性支承体を水平姿勢に配置した場合に比べて
鉛直方向と水平方向とのばね定数の比率を小さくでき、
水平方向の荷重に対する耐性を高めることができる。即
ち水平方向のばね定数を相対的に大きくすることができ
るのであり、これにより地震時に構造物がゆっくりとし
た横揺れを生じた場合にもその横揺れの振幅を小さくで
きるとともに、速やかにその横揺れを鎮めることができ
る。
【0010】また水平方向の荷重に対する耐性が増大す
ることから、台風の際等の横向きの風荷重や構造物の偏
心荷重等によって構造物にモーメントが作用した場合に
も、構造物の傾きや変形を効果的に抑制することができ
る。
【0011】またこの免震支持構造によれば、弾性支承
体の傾き角度を調整することで、鉛直方向と水平方向の
ばね定数の比率を自由に設定することができ、構造物の
構築条件等に応じて最適の免震支持設計を行うことが可
能となる。
【0012】請求項2の免震支持構造は、上記弾性支承
体の傾斜角度を、構造物の中心からの離隔距離に応じて
大きく設定するようになしたもので、このようにするこ
とによって免震支承体による構造物の支持の安定度を高
めることができる。
【0013】上記のように弾性支承体を傾斜配置する場
合において、その傾斜角度は2〜10度の範囲とするこ
とが望ましい(請求項3)。これは、傾斜角度を10度
よりも大きくすると本来の目的である免震支持、即ち構
造物の水平方向固有振動数を地震周期よりも小さくして
おくといった機能が損なわれることによる。逆に傾斜角
度が2度未満である場合、弾性支承体を傾斜配置するこ
との効果が十分に得られない。尚この弾性支承体の傾斜
角度のより望ましい範囲は2〜6度の範囲である。
【0014】上記請求項1,2,3において、前記複数
の弾性支承体を、その圧縮方向の弾性主軸が前記構造物
の中心における鉛直線上の同一点で交差する方向及び傾
斜角度にそれぞれ配置することができる。
【0015】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図1において、10は建築構造物(以下単に
構造物とする)、12はその支持体である基礎構造体
で、これら建築構造物10と基礎構造体12との間に複
数個の弾性支承体14が介在させられている。即ち構造
物10の被支持面に複数個の弾性支承体14が配置され
ている。
【0016】弾性支承体14は、同図(C)に示してい
るように、その本体16が板状のゴム弾性体18と金属
等から成る剛性板20とを上下方向に交互に積層し、接
着一体化した形態のもので、その上面と下面とに剛性の
上板22及び下板24が接着一体化されている。尚、2
5,26は台座ブロックである。
【0017】弾性支承体14は、その両側面と上下面と
が直交する四角形状をなしており、(C)に示している
ように圧縮方向の弾性主軸Pが、鉛直方向に対して角度
θで構造物10の中心側に傾斜している。尚、Qは剪断
方向の弾性主軸で、この弾性主軸Qもまた水平方向に対
して角度θで傾斜している。
【0018】この例では、(A)で示しているように各
弾性支承体14における圧縮方向の弾性主軸Pが、構造
物10における重心Gを通る鉛直線上の一点Rで交差す
るように各弾性支承体14の向き,傾斜角度等が定めら
れている。
【0019】この免震支持構造の場合、弾性支承体14
を水平姿勢に配置した場合に比べて鉛直方向のばね定数
が相対的に小さく、また水平方向のばね定数が相対的に
大きくなり、従って鉛直方向のばね定数と水平方向のば
ね定数との比率が、上記水平姿勢の場合に比べて小さく
なる。
【0020】即ち、図2(A),(B)の模式図に示し
ているように圧縮方向のばね定数をKC、剪断方向のば
ね定数をKSとしたとき、鉛直方向のばね定数KV及び水
平方向のばね定数Khはそれぞれ KV=KC・cos2θ+KS・sin2θ Kh=KC・sin2θ+KS・cos2θ で表される。
【0021】そこで図2(C)に示しているように、ゴ
ム硬さ55Hs,厚み1.5cm,大きさ50cm×5
0cmのゴム板28を4枚積層したモデル(横弾性係数
G=10kgf/cm2,形状率S=8.33,圧縮方
向ばね定数KC=1916.435t(トン)f/c
m,剪断方向ばね定数KS=4.167tf/cm)に
ついて、これを傾斜させ且つその傾斜角度を種々変化さ
せたときの鉛直方向ばね定数KV,水平方向ばね定数Kh
をそれぞれ求めると表1及び図3の如くになる。
【0022】
【表1】
【0023】これら表1及び図3に示しているように、
弾性支承体14を傾斜させ且つ傾斜角度を漸次大きくし
て行くと、鉛直方向ばね定数KVが漸次小さく、また水
平方向ばね定数Khが漸次大きく変化する。但し、角度
10度までの範囲内であれば鉛直方向ばね定数KVをそ
れほど変化させることなく、水平方向ばね定数Khを効
果的に大きく変化させることができる。
【0024】上記のように本例の免震支持構造の場合、
弾性支承体14を傾斜配置することによって、水平方向
のばね定数Khを効果的に高めることができ、従って水
平方向の荷重に対する耐性を高めることができる。
【0025】これにより地震時に構造物10が横揺れを
生じた場合にも、その横揺れの振幅を小さくできるとと
もに、速やかにその横揺れを鎮めることができる。
【0026】また水平方向の荷重に対する耐性が増大す
ることから、台風の際などの横向きの風荷重等によって
構造物10に対し横向きのモーメントが作用した場合に
も、構造物10の傾きや変形を効果的に抑制できる。
【0027】また水平方向ばね定数Khは、その傾斜角
度に応じて漸次変化するため、その傾斜角度を適宜調整
することによって鉛直方向及び水平方向の耐力を適正且
つ容易に設定することができる。
【0028】本発明においては、図4(A)に示してい
るように構造物10の中心からの離隔距離が異なった位
置に複数の弾性支承体14を配置した上、その離隔距離
に応じて弾性支承体14の傾斜角度を大きく設定するこ
とができる。即ち、構造物10の中心からの離隔距離が
少ない図(B)中右側の弾性支承体14の傾斜角度θ1
に対して、構造物10の中心からの離隔距離が大きい同
図中左側の弾性支承体14の傾斜角度θ2をより大きく
設定することができる。
【0029】この場合において、圧縮方向の弾性主軸P
が構造物10の重心Gを通る鉛直線上の同一位置で交差
するように、それら複数の弾性支承体14の向き及び傾
斜角度を設定することができる。
【0030】このように弾性支承体14の傾斜角度を構
造物10の中心からの離隔距離に応じて大きく設定する
ことにより、弾性支承体14による構造物10の支持の
安定度をより高めることができる。
【0031】以上は建築構造物を免震支持する場合の例
であるが、本発明は土木構造物を免震支持するに際して
も適用可能である。
【0032】図5は土木構造物としての橋梁の免震支持
に本発明を適用した場合の具体例を示したもので、図中
30は橋床及び橋桁等からなる橋梁の上部構造物で、3
2は橋脚等の下部構造物であり、それらの間に本例の弾
性支承体14が介在させられている。ここで弾性支承体
14は、上記各実施例と同様の構成からなるものであ
る。
【0033】本例においても弾性支承体14は傾斜配置
されており、それぞれの圧縮方向の弾性主軸Pが、上部
構造物30の中心(幅員方向中心)側に所定角度で傾斜
し、且つ幅員方向中心を通る鉛直線上で重心G(幅員方
向の便宜上の重心G)の上側の1点Rで交差するように
傾斜角度が定められている。本例の免震支持構造におい
ても上記と同様の効果を奏することができる。
【0034】本発明においては、弾性支承体を図6に示
す形態となすこともできる。同図に示す弾性支承体14
は、本体34の側面形状が平行四辺形状、即ち一対の側
面が鉛直方向に形成され、また上下面が角度θで傾斜す
る形状に形成されており、そしてその傾斜する上下面に
上記台座ブロック25,26が一体に固着されている。
尚図示は省略するが、本例においても本体34がゴム弾
性体18と金属等の剛性板20との積層構造をなしてい
る点で上記の各実施例と同様である。
【0035】この形態の弾性支承体14を用いた免震支
持構造においても、圧縮方向の弾性主軸Pを鉛直方向に
対して角度θで傾斜させることができ、従って上記第1
の実施例と同様の効果を奏することができる。尚、言う
までもなく図6の弾性支承体14は上記図1,図4及び
図5における弾性支承体に代えて用いることのできるも
のである。
【0036】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明は上記例示した形態以外の
弾性支承体を用いて構造物を免震支持することも可能で
あるし、また上例以外の他の種々構造物の免震支持に対
して本発明を適用することが可能であるなど、本発明は
その主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形
態で構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である免震支持構造の説明図
である。
【図2】図1の免震支持構造における弾性支承体の鉛直
方向及び水平方向のばね定数を説明するための説明図で
ある。
【図3】図1の弾性支承体の傾斜角度を変化させた場合
の鉛直方向ばね定数と水平方向ばね定数の変化の程度を
表す図である。
【図4】本発明の他の実施例の説明図である。
【図5】本発明の更に他の実施例の説明図である。
【図6】本発明における免震支承体の他の形態例を示す
図である。
【図7】本発明の背景説明のための説明図である。
【符号の説明】
10 構造物 14 弾性支承体 18 ゴム弾性体 20 剛性板 30 上側構造物 KC 圧縮方向ばね定数 Kh 水平方向ばね定数 KS 剪断方向ばね定数 KV 鉛直方向ばね定数 P 圧縮方向の弾性主軸 Q 剪断方向の弾性主軸 θ1,θ2 傾斜角度

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム弾性体と剛性板とを積層して成る弾
    性支承体を、建築構造物,土木構造物等の構造物の被支
    持面に複数個配置して該構造物を該弾性支承体を介して
    免震支持する、構造物の免震支持構造において前記複数
    の弾性支承体を、圧縮方向の弾性主軸が鉛直方向に対し
    て前記構造物の中心側に所定角度傾斜した傾斜姿勢にそ
    れぞれ配置したことを特徴とする構造物の免震支持構
    造。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記弾性支承体の傾
    斜角度を、前記構造物の中心からの離隔距離に応じて大
    きく設定したことを特徴とする構造物の免震支持構造。
  3. 【請求項3】 請求項1,2の何れかにおいて、前記弾
    性支承体の傾斜角度を2〜10度の範囲としたことを特
    徴とする構造物の免震支持構造。
JP35594496A 1996-12-24 1996-12-24 構造物の免震支持構造 Pending JPH10184077A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002242475A (ja) * 2001-02-16 2002-08-28 Shimizu Corp 免震建物
JP2007231718A (ja) * 2006-02-03 2007-09-13 Shimizu Corp 多層構造物
KR100835340B1 (ko) 2007-02-27 2008-06-04 (주)내경엔지니어링 편경사를 갖는 박스거더
JP2010281427A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Shimizu Corp 接続構造及び制振構造物
JP2011508172A (ja) * 2007-08-28 2011-03-10 レイセオン カンパニー 物体の揺れを制御する方法およびシステム
JP2011069149A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Shimizu Corp 免震システム

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