JPH10219845A - 構造物の免震構造 - Google Patents
構造物の免震構造Info
- Publication number
- JPH10219845A JPH10219845A JP9019125A JP1912597A JPH10219845A JP H10219845 A JPH10219845 A JP H10219845A JP 9019125 A JP9019125 A JP 9019125A JP 1912597 A JP1912597 A JP 1912597A JP H10219845 A JPH10219845 A JP H10219845A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slope
- ball
- foundation
- building
- seismic isolation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 オイルダンパ等のダンパ装置を不要とした構
造物の免震構造を提供する。 【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転がり支承手段６
を備えた建築物の免震構造において、転がり支承手段６
は、基礎２に固定されかつ略摺鉢状の斜面８ａを有する
支持板８と、基礎２と建築物４とが水平方向に相対的に
変位したときに斜面８ａを転動するボール１２とから主
になり、ボール１２の転がり摩擦係数をμとし、θ0＝t
an-1μとしたときに、斜面８ａの傾斜角θを０．２θ0
〜３θ0の範囲に設定し、ダンパ装置を不要とする。
造物の免震構造を提供する。 【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転がり支承手段６
を備えた建築物の免震構造において、転がり支承手段６
は、基礎２に固定されかつ略摺鉢状の斜面８ａを有する
支持板８と、基礎２と建築物４とが水平方向に相対的に
変位したときに斜面８ａを転動するボール１２とから主
になり、ボール１２の転がり摩擦係数をμとし、θ0＝t
an-1μとしたときに、斜面８ａの傾斜角θを０．２θ0
〜３θ0の範囲に設定し、ダンパ装置を不要とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の免震構造
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、転がり支承手段とダンパ装置
とを併用した建築物の免震構造が知られている。転がり
支承手段は、基礎または建築物に固定されかつ略摺鉢状
の斜面を有する支持板と、基礎と建築物とが水平方向に
相対的に変位したときに前記支持板の斜面を転動するボ
ールとから主に構成されており、前記斜面でボールを転
動させて復元力を得るようにしている。さらに、これに
ダンパ装置を付加して十分な減衰力を得ることにより、
免震建築物における地震応答の加速度・変位を必要な範
囲に抑えるようにしている。
とを併用した建築物の免震構造が知られている。転がり
支承手段は、基礎または建築物に固定されかつ略摺鉢状
の斜面を有する支持板と、基礎と建築物とが水平方向に
相対的に変位したときに前記支持板の斜面を転動するボ
ールとから主に構成されており、前記斜面でボールを転
動させて復元力を得るようにしている。さらに、これに
ダンパ装置を付加して十分な減衰力を得ることにより、
免震建築物における地震応答の加速度・変位を必要な範
囲に抑えるようにしている。
【０００３】例えば、フリーベアリングタイプの転がり
支承手段に、速度依存型のオイルダンパを組み合わせ
て、加速度を非免震時の１／２以下、最大変位を２０(c
m)以下の免震応答とした設計が知られている。
支承手段に、速度依存型のオイルダンパを組み合わせ
て、加速度を非免震時の１／２以下、最大変位を２０(c
m)以下の免震応答とした設計が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、転がり
支承手段とダンパ装置とを併用した従来の免震構造にお
いては、転がり支承手段に係る傾斜角および転がり摩擦
係数は、等価減衰定数が適当な範囲になるように、オイ
ルダンパ等のダンパ装置を含めた構成で経験的に求めて
いる。したがって、従来の免震構造は、ダンパ装置を必
要とした高価な構造であった。
支承手段とダンパ装置とを併用した従来の免震構造にお
いては、転がり支承手段に係る傾斜角および転がり摩擦
係数は、等価減衰定数が適当な範囲になるように、オイ
ルダンパ等のダンパ装置を含めた構成で経験的に求めて
いる。したがって、従来の免震構造は、ダンパ装置を必
要とした高価な構造であった。
【０００５】本発明は、前記従来の問題点を鑑みてなさ
れたものであって、転がり支承手段のみに係る斜面の傾
斜角・転がり摩擦係数の関係を所望の免震性能が得られ
るように設定して、オイルダンパ等のダンパ装置を不要
とした構造物の免震構造を提供することを目的とする。
れたものであって、転がり支承手段のみに係る斜面の傾
斜角・転がり摩擦係数の関係を所望の免震性能が得られ
るように設定して、オイルダンパ等のダンパ装置を不要
とした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】本発明者は、ボールが構
造物の重力により自然に降下する条件、および、転がり
支承手段のみに依存する構造物の復元力特性を解析し、
これにより所定の免震性能が得られる前記傾斜角と転が
り摩擦係数との関係を求めた。
造物の重力により自然に降下する条件、および、転がり
支承手段のみに依存する構造物の復元力特性を解析し、
これにより所定の免震性能が得られる前記傾斜角と転が
り摩擦係数との関係を求めた。
【０００７】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
持する転がり支承手段を備えた構造物の免震構造におい
て、前記転がり支承手段は、基礎または構造物に固定さ
れかつ略摺鉢状の斜面を有する支持部材と、基礎と構造
物とが水平方向に相対的に変位したときに前記支持部材
の斜面を転動するボールとから主になり、前記ボールの
転がり摩擦係数をμとし、θ0＝tan-1μとしたときに、
前記斜面の傾斜角θを０．２θ0〜３θ0の範囲に設定
し、ダンパ装置を不要としたことを特徴とする構造物の
免震構造である。
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
持する転がり支承手段を備えた構造物の免震構造におい
て、前記転がり支承手段は、基礎または構造物に固定さ
れかつ略摺鉢状の斜面を有する支持部材と、基礎と構造
物とが水平方向に相対的に変位したときに前記支持部材
の斜面を転動するボールとから主になり、前記ボールの
転がり摩擦係数をμとし、θ0＝tan-1μとしたときに、
前記斜面の傾斜角θを０．２θ0〜３θ0の範囲に設定
し、ダンパ装置を不要としたことを特徴とする構造物の
免震構造である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。本実施形態に係る免震構造は、本
発明を一般住宅用の建築物に適用したものであり、図１
に示すように、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転がり支承手段６
を備える。
実施形態を説明する。本実施形態に係る免震構造は、本
発明を一般住宅用の建築物に適用したものであり、図１
に示すように、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転がり支承手段６
を備える。
【０００９】転がり支承手段６は、基礎２に固定した下
側支持板８と、下側支持板８に対向して建築物４の土台
に固定された上側支持板１０と、上側支持板１０と下側
支持板８との間に配設されると共に基礎２と建築物４と
が水平方向に相対的に変位したときに上側支持板１０お
よび下側支持板８それぞれに対して転動するボール１２
とを有する。
側支持板８と、下側支持板８に対向して建築物４の土台
に固定された上側支持板１０と、上側支持板１０と下側
支持板８との間に配設されると共に基礎２と建築物４と
が水平方向に相対的に変位したときに上側支持板１０お
よび下側支持板８それぞれに対して転動するボール１２
とを有する。
【００１０】上側支持板１０は、水平面に沿った下面１
０ａを有する平面視で略円形のものである。下側支持板
８は、平面視で略円形を呈しており、その上面には、中
心から外方に行くに従って上側支持板１０に近づくよう
に、縦断面直線状の略摺鉢状の斜面８ａが形成されてい
る。
０ａを有する平面視で略円形のものである。下側支持板
８は、平面視で略円形を呈しており、その上面には、中
心から外方に行くに従って上側支持板１０に近づくよう
に、縦断面直線状の略摺鉢状の斜面８ａが形成されてい
る。
【００１１】ここで、ボール１２の自然下降の条件（建
築物４の重量によりボール１２を斜面８ａの原点Ｏに自
動復帰させる条件）、および、等価減衰定数ｈは、それ
ぞれ次式（１），（２）となる。なお、式（２）につい
ては、本発明者が独自に求めたものであり、転がり支承
手段６のみから解析した復元力特性の履歴ループより得
た。
築物４の重量によりボール１２を斜面８ａの原点Ｏに自
動復帰させる条件）、および、等価減衰定数ｈは、それ
ぞれ次式（１），（２）となる。なお、式（２）につい
ては、本発明者が独自に求めたものであり、転がり支承
手段６のみから解析した復元力特性の履歴ループより得
た。
【数１】
【００１２】本実施形態においては、傾斜角θを前記θ
0を基準にして０．２θ0〜３θ0の範囲に設定するよう
にする。θ＝０．２θ0の場合は、前式（１）より理論
的にはボール１２の自然下降の条件から外れるが、地震
動は、通常左右に振れるものであるため、実際にはボー
ル１２はバネ装置無しで斜面８ａの中心位置に戻ること
が可能であり不具合はない。また、θ＝０．２θ0のと
きは、前式（１），（２）より、等価減衰定数ｈは約５
３（%）となり、一般に要求される免震性能は略満足し
ている。θ＝３θ0の場合は、ボール１２の自然下降の
条件を理論的に十分満足している。この場合の等価減衰
定数ｈについては前式（２）から約１６（%）となる
が、ボール１２の水平変位を大きく確保する（斜面８ａ
の外径を大きくする）ことにより、ダンパ装置無しで所
定の免震性能を得ることが可能である。
0を基準にして０．２θ0〜３θ0の範囲に設定するよう
にする。θ＝０．２θ0の場合は、前式（１）より理論
的にはボール１２の自然下降の条件から外れるが、地震
動は、通常左右に振れるものであるため、実際にはボー
ル１２はバネ装置無しで斜面８ａの中心位置に戻ること
が可能であり不具合はない。また、θ＝０．２θ0のと
きは、前式（１），（２）より、等価減衰定数ｈは約５
３（%）となり、一般に要求される免震性能は略満足し
ている。θ＝３θ0の場合は、ボール１２の自然下降の
条件を理論的に十分満足している。この場合の等価減衰
定数ｈについては前式（２）から約１６（%）となる
が、ボール１２の水平変位を大きく確保する（斜面８ａ
の外径を大きくする）ことにより、ダンパ装置無しで所
定の免震性能を得ることが可能である。
【００１３】このように、θ0を基準として本発明者が
設定したθの条件：０．２θ0≦θ≦３θ0により、転が
り摩擦係数μおよび傾斜角θを設定すれば、ダンパ装置
等を不要にして免震構造を転がり支承手段６のみにより
構成することができる。
設定したθの条件：０．２θ0≦θ≦３θ0により、転が
り摩擦係数μおよび傾斜角θを設定すれば、ダンパ装置
等を不要にして免震構造を転がり支承手段６のみにより
構成することができる。
【００１４】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本実施形態に限定さ
れない。例えば、本実施形態においては、摺鉢状の斜面
８ａを下側支持板８に設けたが、本発明はこれに限定さ
れず、斜面を上側支持板１０の下面１０ａに形成した
り、あるいは、斜面を上側支持板１０および下側支持板
８に設け、それぞれの斜面の傾斜角を０．５θとしても
よい。また、本実施形態では、上側支持板１０および下
側支持板８の両方でボール１２を転動させる転がり支承
手段６に本発明を適用したが、本発明はこれに限定され
ず、基礎および構造物のうちの一方にボールを回転自在
に保持させると共に他方のみに支持部材を設け、該他方
側の支持部材のみでボールを転動させる転がり支承手段
（例えば、いわゆるフリーベアリングタイプの支承手
段）に対しても、適用可能である。また、本発明は、一
般住宅用に限定されず、ビル等の床免震装置、貴重品・
美術品等の免震装置にも適用可能である。
態様であり、本発明の技術的範囲は本実施形態に限定さ
れない。例えば、本実施形態においては、摺鉢状の斜面
８ａを下側支持板８に設けたが、本発明はこれに限定さ
れず、斜面を上側支持板１０の下面１０ａに形成した
り、あるいは、斜面を上側支持板１０および下側支持板
８に設け、それぞれの斜面の傾斜角を０．５θとしても
よい。また、本実施形態では、上側支持板１０および下
側支持板８の両方でボール１２を転動させる転がり支承
手段６に本発明を適用したが、本発明はこれに限定され
ず、基礎および構造物のうちの一方にボールを回転自在
に保持させると共に他方のみに支持部材を設け、該他方
側の支持部材のみでボールを転動させる転がり支承手段
（例えば、いわゆるフリーベアリングタイプの支承手
段）に対しても、適用可能である。また、本発明は、一
般住宅用に限定されず、ビル等の床免震装置、貴重品・
美術品等の免震装置にも適用可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば、構
造物の免震構造において、転がり支承手段のみに係る斜
面の傾斜角・転がり摩擦係数の関係を所望の免震性能が
得られるように設定し、これによりオイルダンパ等のダ
ンパ装置を不要とすることができる。
造物の免震構造において、転がり支承手段のみに係る斜
面の傾斜角・転がり摩擦係数の関係を所望の免震性能が
得られるように設定し、これによりオイルダンパ等のダ
ンパ装置を不要とすることができる。
【図１】本実施形態に係る転がり支承手段の断面図であ
る。
る。
２ 基礎 ４ 建築物（構造物の一例） ６ 転がり支承手段 ８ 下側支持板（支持部材） ８ａ 斜面 １２ ボール θ 傾斜角
Claims (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転がり支承手段を備え
た構造物の免震構造において、 前記転がり支承手段は、基礎または構造物に固定されか
つ略摺鉢状の斜面を有する支持部材と、基礎と構造物と
が水平方向に相対的に変位したときに前記支持部材の斜
面を転動するボールとから主になり、 前記ボールの転がり摩擦係数をμとし、θ0＝tan-1μと
したときに、前記斜面の傾斜角θを０．２θ0〜３θ0の
範囲に設定し、ダンパ装置を不要としたことを特徴とす
る構造物の免震構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9019125A JPH10219845A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 構造物の免震構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9019125A JPH10219845A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 構造物の免震構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10219845A true JPH10219845A (ja) | 1998-08-18 |
Family
ID=11990751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9019125A Pending JPH10219845A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 構造物の免震構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10219845A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013130216A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Shimizu Corp | 滑り免震機構 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03113004U (ja) * | 1990-03-03 | 1991-11-19 | ||
| JPH09242381A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-16 | Fujikura Ltd | 構造物の免震構造 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP9019125A patent/JPH10219845A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03113004U (ja) * | 1990-03-03 | 1991-11-19 | ||
| JPH09242381A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-16 | Fujikura Ltd | 構造物の免震構造 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013130216A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Shimizu Corp | 滑り免震機構 |
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