JPH1018434A - 構造物の免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物の免震構造において、免震支持体が大
きく変位した場合でも、滑り体と滑り支持体とのカジリ
を回避し、滑り体を良好に摺動させる。 【解決手段】 基礎２と建築物４との間に介在して建築
物４を水平方向に移動自在に支持すると共に、弾性層６
ａと剛性板層６ｂとを交互にかつ複数層に積層してなる
免震支持体６を備え、免震支持体６の水平変位が所定量
を越えたときに滑り体８を滑り支持体１０上で摺動させ
る建築物の免震構造において、免震支持体６の上側の端
部を建築物４に固定し、下側の端部に滑り体８を固定す
ると共に、滑り体８を摺動可能に支持する滑り支持体１
０を基礎２に固定し、さらに滑り体８の外径Ｄを弾性層
６ａの外径ｄよりも大きく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の免震構造
に関し、詳しくは、弾性層と剛性板層とを交互にかつ複
数層に積層してなる免震支持体を有する免震支持構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築物や機械類などに対する地震の振動
の伝播を防止する免震支持体として、ゴム等からなる弾
性層と鋼板等からなる剛性板層とを交互に多数層に積層
した免震支持体（免震積層ゴム）が知られている。この
種の免震支持体を用いた場合の免震周期は構造物の重量
の平方根に比例し、水平バネ定数の平方根に反比例する
ため、木造住宅のように重量が小さい軽量構造物におい
て免震周期を長くするには、通常は弾性層の高さを大き
くせざるを得ず、免震支持体が丈高い（細長い）形状と
なる。そのため、地震時に構造物に対して基礎が水平方
向に大きく変位すると、免震支持体が座屈して構造物を
充分に支えきれなくなる恐れがある。

【０００３】そこで、図６に示すように、免震支持体ａ
の下側の端部を基礎ｂに固定せず、該端部に弾性層ａ１
と略同径の滑り体ｃを固定すると共に、滑り体ｃを摺動
可能に支持する滑り支持体ｄを基礎ｂに固定した免震構
造が知られている。この免震構造では、地震時において
免震支持体ａが過大に変形する前に、滑り体ｃを滑り支
持体ｄ上で滑らせて免震支持体ａの座屈防止を図ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常、図６に示した免
震支持体ａにおいては、水平変位が大きくなるに従っ
て、構造物の変位方向側の滑り体ｃの縁部ｅ１に加わる
荷重Ｐが増大する一方、反対側の縁部ｅ２上側の弾性層
ａ１には引張が生ずるため、滑り体ｃの縁部ｅ１では応
力集中が発生する。このため、縁部ｅ１直下の摺動面ｃ
１の面圧が非常に高くなり、滑り体ｃが摺動し始めると
きあるいは摺動状態にあるときに、摺動面ｃ１の角部ｇ
と滑り支持体ｄの摺動面ｄ１との間にいわゆるカジリが
起きて、滑り体ｃの摺動性が大きく影響される恐れがあ
る。

【０００５】本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、免震支持体が大きく変位した場合で
も、滑り体と滑り支持体との間のカジリを回避して滑り
体を良好に摺動させる構造物の免震構造を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、次のような構成を有する。すなわち、請求
項１の発明は、基礎と構造物との間に介在して該構造物
を水平方向に移動自在に支持すると共に、弾性層と剛性
板層とを交互にかつ複数層に積層してなる免震支持体を
備え、前記免震支持体の水平変位が所定量を越えたとき
に免震支持体の上側または下側のいずれか一方の端部を
摺動させる構造物の免震構造において、前記免震支持体
の上側または下側のいずれか一方の端部を基礎または構
造物に固定し、他方の端部に滑り体を固定すると共に、
該滑り体を摺動可能に支持する滑り支持体を他方の端部
に対向する基礎または構造物に固定したものに対し、前
記滑り体の外径を前記弾性層の外径よりも大きく設定し
たことを特徴とする構造物の免震構造である。

【０００７】請求項２の発明は、前記滑り体の摺動面の
角部に丸みまたは面取りを設けたことを特徴とする請求
項１記載の構造物の免震構造である。

【０００８】請求項３の発明は、前記滑り体の摺動面お
よび前記滑り支持体の摺動面のうちの少なくとも一方に
潤滑剤を施したことを特徴とする請求項１または２記載
の構造物の免震構造である。

【０００９】請求項４の発明は、前記滑り体の摺動面お
よび前記滑り支持体の摺動面のうちの少なくとも一方を
低摩擦材で構成したことを特徴とする請求項１、２また
は３記載の構造物の免震構造である。

【００１０】請求項１の発明によれば、免震支持体の水
平変位が大きくなって、構造物の変位方向側において滑
り体に加わる荷重が増大しても、前記滑り体の外径を前
記弾性層の外径よりも大きく設定したので、大径の鍔部
へ荷重が分散し、摺動面の部分的な面圧上昇が緩和され
る。よって、滑り体の摺動し始めるときあるいは摺動状
態において、滑り体の摺動面と滑り支持体の摺動面との
カジリを確実に回避することができる。

【００１１】請求項２の発明によれば、前記滑り体の摺
動面の角部に丸みまたは面取りを設けたので、特に滑り
始めにおいて、滑り体が滑り支持体の摺動面を良好に摺
動するようになる。

【００１２】請求項３および請求項４の発明によれば、
前記滑り体の摺動面と前記滑り支持体の摺動面との動摩
擦係数が低くなるため、滑り体と滑り支持体とは良好な
滑り特性で互いに摺動する。よって、免震構造全体での
水平剛性の上昇は少なく、免震特性が影響されることも
ない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は本実施形態に係る通常時の免
震構造の側面図、図２は図１におけるＢ部拡大図、図３
および図４は該免震構造の側面図であって、免震支持体
がせん断変形した状態を示す図である。

【００１４】本実施形態の免震構造は、図１に示すよう
に、基礎２と軽量建築物（構造物の一例）４との間に介
在して建築物４を水平方向に移動自在に支持すると共
に、弾性層６ａと剛性板層６ｂとを交互にかつ複数層に
積層してなる免震支持体６を備える。そして、本実施形
態では、免震支持体６の上側の端部を建築物４に固定
し、下側の端部に滑り体８を固定すると共に、滑り体８
を摺動可能に支持する滑り支持体１０を基礎２に固定し
てある。

【００１５】免震支持体６は、例えば建築物４の底面４
ａの四隅それぞれに設置されており、上側の端部には、
取付フランジ１２が設けられている。取付フランジ１２
の外周部は、ボルト１４により建築物４の底面４ａに締
着される。

【００１６】滑り体８は、円板形状を呈しており、最下
端の弾性層６ａの下面に固着される。滑り体８の外径Ｄ
は、弾性層６ａおよび剛性板層６ｂの外径ｄよりも大き
く設定されている。一方、滑り支持体１０は、滑り体８
の外径Ｄよりも十分に大きな外径を有する円板形状のも
ので構成される。

【００１７】また、滑り体８は、地震時において免震支
持体６の水平変位が所定量に達するまでは滑り支持体１
０との間に生ずる静止摩擦力により固定され、免震支持
体６の水平変位が所定量を越えたときには免震支持体６
の復元力が最大静止摩擦力に打ち勝って滑り支持体１０
上を摺動するものである。免震支持体６のバネ定数、滑
り体８と滑り支持体１０との間の滑り摩擦係数等は、こ
の滑り体８の機能を満足するように適宜設定される。な
お、ここでいう「許容変形量」とは、免震支持体６のみ
で建築物４を安定的に支持し得るときの免震支持体６の
水平変位を意味する。

【００１８】また、滑り体８の摺動面８ａの角部には、
滑り体８の摺動性を考えて適当な半径の丸み１６（図２
参照）あるいは面取りを設けることが望ましい。また、
滑り体８の摺動面８ａおよび滑り支持体１０の摺動面１
０ａの少なくとも一方に、二硫化モリブデンやテフロン
等をコーティングしてもよく、あるいは、滑り体８およ
び滑り支持体１０の少なくとも一方をテフロン等の低摩
擦材料で構成することもできる。

【００１９】以上のような構成を有する本実施形態によ
れば、図１に示す状態から、図３に示すように地震時に
基礎２と建築物４とが水平方向に相対的に変位すると、
免震支持体６はせん断変形し、その水平変位が所定量Ａ
に達するまでは通常の免震支持体と同様に上下両端部が
固定された状態で変形して行く。すなわち、図３に示す
状態においては、免震支持体６の水平変位Ｘ１が所定量
Ａよりも小さく、免震支持体６の復元力Ｐ１と静止摩擦
力Ｆ１とが釣り合っており、滑り体８は滑り支持体１０
上に停まっている。

【００２０】基礎２と建築物４との相対変位がさらに大
きくなり、図４に示すように免震支持体６の水平変位Ｘ
２が所定量Ａを越えると、最大静止摩擦力よりも復元力
Ｐ２が上回り、これによって滑り体８は、滑り支持体１
０の摺動面１０ａ上を運動摩擦力Ｆ２を受けながら滑り
始める。

【００２１】このとき、免震支持体６の変形に伴って、
図５に示すように、滑り体８の一側の部位１８に加わる
荷重Ｐが増大するが、本実施形態では、滑り体８の外径
Ｄを弾性層６ａの外径ｄよりも大きく設定したので、滑
り体８の大径の鍔部２０へ荷重Ｐが分散され、これによ
り、摺動面８ａの部分的な面圧上昇が緩和される。ま
た、鍔部２０における応力は、摺動面８ａの角部２２に
近づくに従って小さくなるように分布する。したがっ
て、滑り体８の摺動面８ａの角部２２と滑り支持体１０
の摺動面１０ａとのカジリを確実に回避することができ
る。

【００２２】よって、基礎２と建築物４とが所定量Ａ以
上に変位しても、滑り体８が良好に摺動し、免震支持体
６に加わる水平荷重が略一定となるので、免震支持体６
は、僅かに変形し続けるものの所定量Ａを大きく越えて
過大に変形することが防止される。

【００２３】また、滑り体８の摺動面８ａの角部に丸み
１６または面取りを設ければ、特に滑り始めにおいて、
滑り体８が滑り支持体１０の摺動面１０ａをより一層良
好に摺動するようになる。

【００２４】また、滑り体８の摺動面８ａおよび滑り支
持体１０の摺動面１０ａの少なくとも一方に、二硫化モ
リブデン等をコーティングしたり、滑り体８および滑り
支持体１０の少なくとも一方をテフロン系の材料等で構
成したりすれば、滑り体８の摺動面８ａと滑り支持体１
０の摺動面１０ａとの動摩擦係数が低くなるため、滑り
体８と滑り支持体１０とは良好な滑り特性で互いに摺動
する。よって、免震構造全体での水平剛性の上昇は少な
く、免震特性が影響されることもない。

【００２５】なお、本実施形態は、本発明の好適な実施
の態様であり、本発明の技術的範囲は、この実施形態に
限定されない。例えば、本実施形態では滑り体８および
滑り支持体１０を基礎２側に設けたが、滑り体８および
滑り支持体１０を建築物４側に設けてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば、滑
り体と滑り支持体とのカジリが確実に防止されるので、
滑り体を滑り支持体の摺動面で良好に摺動させることが
できる。また、免震構造全体での水平剛性の上昇は少な
く、免震特性が影響されることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る免震構造の側面図である。

【図２】図１におけるＢ部拡大図である。

【図３】本実施形態に係る免震構造の側面図であって、
免震支持体がせん断変形した状態を示す図である。

【図４】本実施形態に係る免震構造の側面図であって、
免震支持体がせん断変形した状態を示す図である。

【図５】本実施形態に係る免震構造の要部を拡大した側
面図である。

【図６】従来例に係る免震構造の要部を拡大した側面図
である。

【符号の説明】

２ 基礎 ４ 建築物（構造物の一例） ６ 免震支持体 ６ａ 弾性層 ６ｂ 剛性板層 ８ 滑り体 ８ａ 滑り体の摺動面 １０ 滑り支持体 １０ａ 滑り支持体の摺動面 １６ 丸み Ａ 所定量 Ｄ 滑り体の外径 ｄ 弾性層の外径

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎と構造物との間に介在して該構造物
   を水平方向に移動自在に支持すると共に、弾性層と剛性
   板層とを交互にかつ複数層に積層してなる免震支持体を
   備え、前記免震支持体の水平変位が所定量を越えたとき
   に免震支持体の上側または下側のいずれか一方の端部を
   摺動させる構造物の免震構造において、 前記免震支持体の上側または下側のいずれか一方の端部
   を基礎または構造物に固定し、他方の端部に滑り体を固
   定すると共に、該滑り体を摺動可能に支持する滑り支持
   体を他方の端部に対向する基礎または構造物に固定した
   ものに対し、前記滑り体の外径を前記弾性層の外径より
   も大きく設定したことを特徴とする構造物の免震構造。
2. 【請求項２】 前記滑り体の摺動面の角部に丸みまたは
   面取りを設けたことを特徴とする請求項１記載の構造物
   の免震構造。
3. 【請求項３】 前記滑り体の摺動面および前記滑り支持
   体の摺動面のうちの少なくとも一方に潤滑剤を施したこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の構造物の免震構
   造。
4. 【請求項４】 前記滑り体の摺動面および前記滑り支持
   体の摺動面のうちの少なくとも一方を低摩擦材で構成し
   たことを特徴とする請求項１、２または３記載の構造物
   の免震構造。