【発明の詳細な説明】
構造物の土台遮断用の剛性吸収体 発明の背景
１．発明の分野
本発明は広義には高層ビル、橋梁、および地階がある一戸建ての住宅のような
より小さい構造物のような耐震構造の建設に使用される剛性吸収・緩和組立体(s
tiffness decoupling assemblies)に関する。本発明の組立体は構造物用の支
柱システムの負荷強度から当該の構造物の横方向の剛性を有効に吸収・緩和する
ものである。このようにして、地震励起時の構造物の動特性が有効に制御され、
しかもそれにも関わらず構造物に必要な負荷強度、制振強度および固有周期は保
持される。本発明の剛性吸収体は有利なことに、下層の基礎と構造の間に延びて
管を受ける、周囲を囲む主要な荷重担持支柱とともに構造物に強固に固定された
、コンクリートを充填した複数の細長い管を含んでいる。支柱と構造物との間に
は、双方の間の相対的な横移動を可能にするため摩擦係数が低い軸受が設けられ
ている。一戸建て住宅、または同様の小規模な構造物では、連結されたコンクリ
ート充填管の主要な荷重担持部材として地階の壁を利用できる。
２．従来技術の説明
建築家および構造設計者は、地震現象が発生し易い地域のビル、橋梁またはそ
の他の構造物を設計する問題に長期に亘って取り組んできた。最近のサンフラン
シスコ地震は、このような地域でのビルの不適切な設計が破局的な結果をもたら
した可能性がある、多くの例の一つであるに過ぎない。
種々の構造物の耐震安全性を高めることを目標として、これま
で多くの提案がなされている。一般に、今日の提案のほとんどは強度の質（すな
わち弾性を保ちつつ巨大な力に耐える能力）と変形能力とエネルギ吸収能力とを
組合わせることを試みてきた。例えば、構造物をその下層にある基礎から遮断す
るため、延性鉄筋コンクリート枠構造を支持するための大型のエラストマ支持体
を使用することが公知である。しかし、このような支持体は高価であることがあ
り、しかも環境による劣化にさらされる場合がある。
更に従来には、実用型の荷重には剛直であるが、大規模な地震型荷重が加わる
と降伏し、エネルギを吸収する軟鋼製のエネルギ吸収装置を使用することも指摘
されてきた。このような方式は、土台遮断装置として使用される鋼鉄棒のヒステ
リシス・エネルギ吸収能力に依拠している。
しかし、この分野で集中的に進展している研究にも関わらず、この分野の研究
者はこれまで、経済的で、設置し易く、寿命が長く、潜在的な破壊的地震エネル
ギを吸収でき、しかも支持されている構造物の崩壊を防止する真に有効な土台遮
断システムの開発に成功していない。
発明の概要
本発明は上記に概略的に説明した問題点を克服し、ビルや橋梁のような構造物
の耐震性を強化するために設計された新規の剛性吸収・緩和組立体を提供するも
のである。本発明の吸収・緩和組立体は、構造物を支持する支柱システムの荷重
担持強度から横方向の剛性を吸収・緩和することによって、遮断された構造物に
対する地面の加速度の伝達度を低くする役割を果たす。
好適な実施形態では、本発明は保護される構造物に上端部が固く連結された細
長く、相対的に可撓性の複数の中空管材を使用することを企図するものであり、
これらの管材は構造物の下層の基
礎の方向に下方に延びている。少なくとも幾つかの（好ましくは全ての）管材に
は誘導される管材の運動を制動する材料が充填され、好適には、管材には上記の
目的のためコンクリートが充填される。加えて、吸収・緩和組立体全体は、構造
物の転倒を防止するため、少なくとも幾つかの管材を基礎と作用的に結合する手
段を含んでいる。このような管材は、増大するバイアス力に抗して限定的な上方
への転移運動が可能となるように基礎と結合されることが有利である。
主要な荷重担持部材は更に吸収・緩和組立体全体の一部を形成しており、かつ
複数本の管材と間隔を隔てて配置されている。この目的のために、代表的には、
中空で単体構造の、断面積が方形か円である鉄筋コンクリート支柱が使用され、
複数本の管材が支柱を通って下方に延びている。この荷重担持部材は基礎の上に
戴置され、構造物の方に上方に延びて上端部を現している。支持体は荷重担持部
材と構造物との間に挿入され、その双方と噛み合い、双方の間での相対的な横運
動を可能にしている。地階がある小規模な構造物の場合は、別個の構造支柱の代
わりに地階の壁を主要な荷重担持部材として利用できる。
実際の施工では、所与の構造物は、従来の全ての荷重担持支柱に設けられるが
、上述の担持構造および内部管材を備えた吸収・緩和組立体を備えることになる
。
図面の簡単な説明
第１図は、明瞭にするために一部を取り外した、高層ビルの構造フレームの断
片図であり、本発明の吸収・緩和組立体をフレーム土台と下層の基礎との間に配
設している。
第２図は一部を取り外し、或る部分を点線で示した、吸収・緩和組立体の重要
部品を示した断片図である。
第３図ａは、部品を取り外した第２図の３ａ−３ａ線に沿った断面図で、支柱
のコーナーにそれぞれの低摩擦支持体を備えた中空の、断面が方形の鉄筋コンク
リート支柱を使用した吸収・緩和組立体の構造を示している。
第３図ｂは第３図ａと同様の図面であるが、中空の、断面が円である支柱と、
間隔を隔てた低摩擦支持体とを使用した吸収・緩和組立体を示している。
第４図は本発明で使用される好適な支持体の構成部品を示した分解図である。
第５図は管材の最下端部を下層にある構造物の基礎に固定するためのばね付勢
された好適な結合手段の一つを示した拡大縦断面図である。
第６図は第５図と同様の図面であるが、別の種類のばね付勢管材結合手段を示
している。
第７図は中空の支柱内に結束された複数本の管材が使用された、本発明に基づ
く吸収・緩和組立体の構成部品を示した断面図である。
第８図は第７図の実施例の管材の配向を示した拡大断片図である。
第９図はビルのフレーム土台に対する補助的な補強ケーブルの固定を示した断
片図である。
第１０図は第５図の１０−１０線に沿った断面図であり、管材結合機構を更に
示している。
第１１図は大規模ビルの一部を形成する多層土台に関連した本発明の吸収・緩
和組立体の使用を示した断片的な基本的概略側面図であり、吸収・緩和組立体は
組立体用の疑似地面にするために被支持構造物と第１土台層との間に相互連結さ
れている。
第１２図は地階を有する小規模ビルに関連した本発明の利用を示した基本的概
略平面図であり、地階の壁が主要な荷重担持部材の役割を果たしている。
第１３図は第１２図の実施例の吸収・緩和組立体の相互連結状態を示した断片
的な基本的概略側面図である。
第１４図は第１２図の実施例で使用される吸収・緩和組立体の一部を形成する
、好適にはコンクリートを充填した一本の管材の断面図である。
第１５図は第１２図に示した実施例で使用されるコーナー担持板の平面図であ
る。
第１６図は第１４図に示した担持板の端面図である。
第１７図は第１２図に示した実施例のコーナーの間で使用される直線的担持板
の平面図である。
第１８図は第１７図の担持板の端面図である。
実施例の説明
ここで図面、特に第１図を参照すると、高層ビルの骨組フレーム２０が複数個
の剛性吸収・緩和組立体２２と関連して図示されており、吸収・緩和組立体はフ
レーム２０の土台２４と、下層の鉄筋コンクリートの基礎２６との間に挿入され
ている。概略的には、各吸収・緩和組立体（decoupling assembly）２２は細長
い、相対的に可撓性の複数の中空管材２８と、該管材２８を囲む状態の中空の単
体構造の直立した荷重担持支柱３０と、フレーム２０とそれぞれの支柱３０の上
端部との間に作用的に連結された、全体として参照番号３２を付して示された支
持手段とを含んでいる。
より詳細には、骨組フレーム２０は完全に従来形のものであり、土台２４の他
に通常は直立した支柱３４と、別個の階層の床３６、３８を含んでいる。フレー
ム２０は代表的には鉄筋コンクリート
のような所望の任意の構造材から形成され、土台２４の一部を形成する従来形の
支持領域４０を要諦位置に設けてある。各支持領域４０には、図示した実施例で
は一対の水平横ビーム４０ａ、４０ｂを設けてある。
同様に、基礎２６は（管材２８と関連して本文で説明する修正を除いては）通
常の多様な基礎でよく、フーチング基礎４２を有している。基礎２６も鉄筋コン
クリートから形成されている。
次に、吸収・緩和組立体２２の一つをより詳細に示した第２図および第３図ａ
を参照する。この側面では、複数本の管材２８が互いに間隔を隔てて配列され、
周辺部の管材２８ａと中央部の管材２８ｂのアレイを呈していることが示されて
いる。これらの管材は従来形の、壁薄の金属構造のものであり、代表的には直径
が約3/4 から３インチであろう。各管材２８ａ、２８ｂには適宜の制振材料、こ
の場合はコンクリート４４が充填されている。管材２８の最上端部は支持領域４
０の鉄筋コンクリート内に延び、その中に埋設されている。第１図に示すように
、管材は土台２４を貫いて上方に、関連する支柱３４内へと延びていることがわ
かる。フレーム２０に対する管材２８の強固な連結を強化するため、管材上に横
に延びるフランジ、すなわち鍔（図示せず）を利用してもよい。しかし、より一
般的には、構造物と個々の管材との間が強固に連結される限り、管材２８を便利
で適当な任意の手段によってフレーム２０のような構造物に固定してよい。図示
した実施例では、管材２８は下層にある基礎２６のフーチング４２内に延び、そ
の中に埋設されている。この場合も、管材２８を基礎２６に作用的に連結するた
めに他の適宜の手段を用いてもよく、そのうちの２つの好ましい選択肢を後に詳
細に説明する。
更に、全体的な組立体２２はそれぞれ、直立した、中空の単体
構造の主要荷重支柱４６を含んでいる。第１図−第３図ａの実施例では、支柱４
６は断面が方形であり、各支持体の下に垂直の補強材４８を含んでいる。第２図
に示すように、支柱４６の剛性と横方向の安定性を強化するため、金属製強化材
５０が各補強材４８を貫通して下層の基礎２６内に延びている。これに関連して
、各支柱４６はフーチング４２の上面に載置され、骨組フレーム２０の方向に上
方に延びていることが示されている。各支柱４６の上端部には担持体が設けられ
ている。
担持手段３２は全体として多数個の同一の担持組立体５４からなっており、担
持組立体の各々は各ビーム４０ａ、４０ｂの下に位置している。各担持組立体５
４（第３図ａを参照）は切頭三角形の構造の土台５６を含んでおり、これが比較
的摩擦係数が低い材料（例えば潤滑油を含む、または含まない青銅、鋼、鉛、ま
たは粉末焼結金属からなる担持合金）を有する材料から構成される直立した担持
パッド５８を支持している。土台５６（第４図を参照）には、土台を支持板５２
に連結できるように土台の各コーナーの近傍に開口部６０を設けてある。加えて
、相反的に先細にされた嵌合するスロット付きの一対のシム６２、６４が土台５
６の各コーナーの下に積層され、そのスロットは関連する開口部６０と位置合わ
せされている。全部で３個のほぼＪ字形のねじ山付きコネクタ６６が各担持組立
体５４用に支柱４６内に埋設され、上方に延びてシムのスロットと開口部６０と
を貫通している。そこでナット６８を用いて担持組立体が支柱の所定位置に固定
される。嵌合するシム６２、６４を備えることによって、各担持組立体５４の高
さと位置を適正に調整して、担持体にかかる荷重が不均一になることを防止し、
かつ担持体上に所望のとおりの通常な荷重がかかるようにすることの双方または
一方を可能にすることがで
きる。
それぞれの担持パッド５８は、支持領域４０の下側と噛み合うように、かつ荷
重担持支柱４６とフレーム２０との間の相対的な横移動を可能にするように構成
されている。このような動作を促進するため、パッド５８が支持領域と接触する
領域で金属性のスライド板７０が各支持領域４０の下側に固定されている。各ス
ライド板７０は数本のコンクリート内に埋設された頭付き植え込みボルト７２に
よって所定位置に固定され、またはその他の方法で従来形の建材からなる関連す
る支持領域に固定される。
第３図ｂは中空の円柱形の支柱７２が使用されている同様の吸収・緩和組立体
２２を示している。この支柱にも９０°間隔で縦の補強材７４が設けられ、この
補強材の内部には、方形の支柱４６の場合と同様に相互連結された強化材５０が
埋設されている。この実施例の吸収・緩和組立体２２も複数本のコンクリート充
填管材２８並びに、補強材７４の上方の全部で４個の担持組立体５４を含んでい
る。関連する支持領域４０の下側には４個の別個のスライド板７８が取付けられ
、各担持組立体５４のそれぞれの担持パッド５８と接触している。
本発明の好適な実施形態では、それぞれの支柱４６または７２内の各アレイの
少なくとも周辺部の管材２８ａは、周辺部の管材が増大するバイアス力に抗して
限定的に上方に転移できるように基礎２０と結合されている。先ずこのような結
合機構の一つを示した第５図および第１０図を参照する。すなわち、フーチング
４２に強固に固定され、最下位置の支持板８２と、この支持板の上方に間隔を隔
てて配置された上部の環状保持リング８４とを設けた管材を受ける土台を含む管
材結合装置８０が備えられている。図示した特定の実施例では、支持板８２とリ
ング８４とはフーチ
ング４２のコンクリート内に埋設されている。その上、保持リングは更に、同様
にフーチング４２内に埋設されたナット／ボルト・組立体８６によって抜根を防
止するように固定されている。管材結合装置８０内で受けられる管材２８ａの最
下端部には溶接またはその他の便利な手段で固着された受け板８８が設けられて
いる。受け板８８は管材２８ａの最下端部を支持板８２と保持リング８４との間
に捕捉的に保持するように構成、配置されている。コイルばね９０が受け板８８
とリング８４との間に位置し、管材結合装置８０内で受けられる管材２８ａの最
下部分の周囲に配置されている。図面から容易に理解できるように、管材２８ａ
の上方運動はコイルばね９０のばね力に抗して行われる。
第６図は別の同様の管材結合装置９２を示している。この例では、管材結合装
置９２は、フーチング４２に強固に固定されて上方に延びるピン９６を設けた土
台９４を含んでおり、ピン９６はその上端に強固に固定された受け板９８を有し
ている。土台９４は埋設されたナット／ボルト・組立体１００によって抜根を防
止するように固定されている。
この実施例では、管材２８ａの最下端部は中空であり、嵌合板１０２と保持リ
ング１０４とが設けられている。第６図に示すように、板１０２は管材２８ａの
最下端の突合わせ端から上方に間隔を置いて、管材内に封入されている。一方、
保持リング１０４は板１０２の下に位置しているが、これも同様に管材２８ａの
内部に封入されている。リング１０４は環状構造であり、図示のようにピン９６
を慴動可能に受ける構造にされている。このような方向の配置で、受け板９８と
リング１０４とは共同してピン９６の上端を嵌合板１０２と保持リング１０４と
の間に保持する役割を果たす。コイルばね１０６は保持リング１０４と嵌合板１
０２
との間に位置しており、ピン９６の上部の受け端部の周囲に配置されている。こ
の場合も、管材２８の上方運動がばね１０６のばね力に抗して行われることは容
易に見て取れる。
第１図、３図ａおよび３図ｂの実施例に示した管材２８は互いに間隔を隔てて
位置しているが、本発明はそのような構造に限定されるものではない。例えば、
複数本の管材１０８を用いて、個々のコンクリート充填管材を互いに接触させて
、結束されたアレイを形成するように配置してもよい。（第７図、８図を参照）
このような管材にもコンクリート１１０または同類の制振材料が実質的に充填さ
れよう。管材のアレイを特定の種類のものにすることは重要ではないが、地震発
生中に管材と支持部材とが著しく接触することを防止するため、管材を周囲の支
柱またはその他の支持部材の境界壁から充分に間隔を置いて位置決めすることが
重要である。第３図ａおよび第７図に最も明解に示すように、荷重担持部材（す
なわち支柱４６）とこれに最も近接した位置の管材との最小距離は、最も近接し
た管材の最大断面寸法（すなわち直径）よりも大きい。最後に、好適な実施形態
では単体構造の中空の支柱を使用しているが、本発明は管材アレイの周囲に配置
された、間隔を隔てた直立板または同類の応急手段を用いても実施できる。
最も効果的な耐震性を得るため、本発明の吸収・緩和組立体を耐震性を強化す
るために設計された所定の構造を有する別の装置と組合わせて利用してもよい。
例えば、第１図を再び最小すると、十字形の可撓ケーブル１１２、１１４がフレ
ーム２０の土台２４と基礎２６との間に延び、その内部に埋設されていることが
わかる。設置時には、これらのケーブルは比較的緩く、保持ばね１１８によって
（例えば出入口１１６の上方に）懸垂状態で保持されている。当該技術の専門家
であれば理解できることであるが、ケ
ーブル１１２、１１４が例外的に激しい地震条件下でフレーム２０が基礎２６に
対して過度に横移動することを防止するのに役立つ。ケーブル１１２、１１４は
任意の便利な手段、例えば土台２４内に埋設された横ピン１２０を用い、ケーブ
ルの端部を横ピンの周囲に巻き付け、コネクタ１２２で止めることによって接続
することができる。
捕捉的な手段として、鉄筋コンクリート製の荷重担持壁１２４を基礎２６と土
台２４との間に設けることが有利である。すなわち、壁１２４の上部荷重担持面
は担持手段３２と土台２４との間の接合面のやや下に配置される。このようにし
て、完全に破損した場合に、ビル構造は荷重担持壁上に留まることができ、構造
全体が完全に破壊されることを防止できる。
吸収・緩和組立体２２の通常の使用中、主要な構造荷重は個々の担持組立体５
４を媒介にして直立する支柱４６または７２によって担持される。コンクリート
が充填された管材は圧縮された少ない荷重だけを担持する。前述のように、主要
支柱４６または７２は被支持構造とせん断力またはモーメントが伝達されるよう
には結合されることはない。
地震発生時には、支柱と連結されたコンクリート充填管材は遮断された構造物
への地面の加速度の伝達を大幅に低減する役割を果たし、ひいては階層間のずれ
が軽減される。個々の管材内に充填されたコンクリートが移動中の局部的な補強
材および制振材としての役割を果たす。すなわち、コンクリートの充填材は粉砕
され、衝撃吸収体のように動きをかなり制動する。管材は更に、上記の事態の発
生中に引張り棒としての役割も果たして、保護されている構造物の分離と転倒の
防止を補助する。これと関連して、第５図および第６図に示した種類のばね付勢
された管材コネクタ
は、転倒モーメントが増すと、転倒を阻止するように加わる引張り力も増大する
ので特に有利である。最後に、コンクリート充填管材は保護される構造物の固有
周期を制御し、地震後に構造物を元の位置に戻す復元力を付与する。
強制的な振動運動を受けた際に建造物の平衡を保ちつつ、同時に安定性を保つ
ため、担持組立体は構造物を支持し、偏った荷重を支柱へと伝達する。従って、
担持体は構造物と支柱との間の相対的な横移動に対する抵抗が極めて僅かなロー
ラ支持体と極めて類似した機能を果たすように設計されている。
十字形のケーブル１１２、１１４は過度の横方向変位を防止するための非直線
的なばねの役割を果たす。すなわち必要に応じて構造物の横方向の抵抗は増加す
るのである。荷重担持壁１２４は変形が少ない限りは防護されている構造物から
分離しているように設計されている。これらの壁が効力を発揮するのは、地震の
レベルが過度である場合、すなわち構造物の横方向の変形により誘発される縦方
向の変位が、保護されている構造物と荷重担持壁とが接触する程度まで大きい場
合であり、壁は変形した構造物を支持し、かつ運動エネルギを吸収し、振動の振
幅を低減するための摩擦力を付与する付加的な担持強度を備えている。
従って、本発明は従来の設計では得られない多くの利点を備えている。例えば
、本発明の吸収・緩和組立体は受動的な装置であり、圧縮荷重と引張り荷重の双
方を吸収することができる。この組立体は長期に亘り荷重を支え、時間を経ても
強度と機能の劣化は少ない。これは従前まで使用されてきた弾性ゴムの担持パッ
ドに生ずる損傷が大きい老化プロセスと対照的である。しかし、より重要な点は
、本発明の吸収・緩和組立体は、地震により誘発される過度の横方向変位が生じ
ても安定状態を保ち、強い地震の発
生中、および発生後も保護される構造物の平衡を保つことにある。同時に、この
組立体によって転倒モーメントに抵抗する高度の引張り強度が得られる。
第１１図は多層地階１２６、すなわち中床１２８、１３０と最下層の基礎１３
２とを有する大規模ビル１２５に関連した本発明の利用を示している。中床１２
８、１３０には通常は図示のような補強用金属製はり１３４が設けられ、中床１
２８は鉄筋コンクリート部分１３６を有している。図示のように、ビル１２５は
地階１２６と基礎１３２とによって支持されている。この目的のため、ビル１２
５には鉄筋コンクリート製の土台キャップ１４０を有する最下層の床スラブ１３
８を設けてある。一例として（第１１図には断面で示されている）大型の中空支
柱１４２はキャップ１４０と中床１２８との間に延び、主要な荷重担持部材の役
割を果たす。更に、同様の支柱１４４および１４６も中床１２８、１３０の間お
よび中床１３０と基礎１３２との間に設けられることによって、ビル１２５の完
璧な構造支持体になることがわかる。勿論、ビル１２５は第１１図に示すように
、適正な構造支持体を設けるために多数の同様の中空支柱を有することになるこ
とが容易に理解できよう。
吸収・緩和組立体１４８は基本的には前述したものと同様の直立した、セメン
トを充填した複数本の金属製管材１５０の形式のものである。管材１５０の下端
部は１３６の部分に埋設され、その上端部は土台キャップ１４０とスラブ１３８
に延び、かつ、それらの内部に埋設されている。管材１５０は地震発生中に前述
したと同様に動作する。しかし、この場合は、管材１５０を構造物１２５から下
部の基礎１３２へと延ばすのは実際的ではない。従って、１３６の部分は実質的
に疑似地面、すなわち管材１５０の
下端部用の基礎を形成している。
支柱１４２の上表面には、土台キャップ１４０の下側に取付けられたスライド
板１５４と接触する一連の担持体１５２が設けられている。それによってこれら
の担体組立体は支柱１４２とビル１２５との間の相対的な横方向運動を可能にす
る。
次に地階を有する一戸建て住宅のような小規模な建造物に関連した本発明の利
用を示した第１２図−１８図を参照する。第１２図−１３図に示すように、家屋
１５６は相互に連結された鉄筋コンクリートの地階壁１５８の上方に位置し、こ
の壁によって支持されている。家屋１５６自体は全く従来のものであり、代表的
には地階の壁１５８の上面に載置された支持ビーム１６２を含む下部床構造１６
０を備えている。地階構造には壁１５８並びに壁１５８を支持するコンクリート
製基礎１６４が含まれている。特に第１２図に示すように、家屋の地階内部には
荷重を担持しない内壁１６６を設けてもよい。
剛性の吸収・緩和は、基礎１６４から床構造１６０まで延びる複数本の直立し
たセメント充填管材１６８によって行われる。第１３図に最も明解に示すように
、各管材１６８は基礎１６４内に埋設されている。適正に連結するため、管材１
６８の下端部には半径方向に拡張された鍔構造１７０を設けてもよい。個々の管
材１６８の上端部は、せん断力、モーメントおよび引張り力を伝達する役割を果
たす任意の便利な手段によって家屋１５６と連結される。例示された実施例では
、管材１６８はコネクタ１７２によってビーム１６２に取付られている。第１４
図は管材１６８の例を断面図で示してあり、管材にはコンクリート１７４が充填
されていることが示されている。
第１２図を再び参照すると、地階のコーナー領域の地階の壁の
相互連結部分に管材１６８の群を配置してあることが示されている。加えて、個
々の管材１６８は壁の長手方向に沿って間隔を隔てて配置されている。更に図示
されているように、管材１６８を内壁１６６内に配置してもよい。この応用措置
によって管材の作用力を減ずることなく管材の一部を効果的に隠すことができる
。
地階壁１５８の上表面には一連の担持板１７６、１７８が備えられている。図
示のように、担持板１７６は平面図がほぼＬ字形構造であり、第１５図および１
６図に詳細に示されている。すなわち、各板１７６には平坦な最上面１８２を有
する直立部分１８０が設けられている。下に位置する地階壁１５８のコンクリー
ト構造内に埋設されたねじ山付きコネクタ１８８を用いて板１７６を取付けるこ
とができるように穴開き側部フランジ１８４、１８６も設けられている。第１２
図を参照すると容易にわかるように、板１７６は地階壁１５８によって形成され
た直交のコーナーに固定されている。
板１７８はこれが真っ直ぐであり、Ｌ字形ではないことを除けば板１７６と事
実上同じである。第１７図および１８図に最も明解に示されているように、担持
板１７８は各々が最上担持面１９０と、コネクタ１８８を介して取付けできるよ
うにするための穴開き側部フランジ１９２とを備えている。板１７８はコーナー
担持板１７６の間に地階壁１５８の長手方向に沿って間隔を隔てて位置している
。
それぞれの金属製スライド板、すなわちパッド１９４は担持板１７６、１７８
の上表面と係合する位置で床構造１６０（第１３図）の下側に取付けられている
。このようにして、荷重を担持する地階壁１５８と支持される家屋１５６との間
での相対運動が可能である。
構造上の設計に関しては、地階壁１５８の縦横比（中さ対高さ）が１以上であ
る場合は、中間の、内側に延びる構造的な仕切り壁を設けてもよく、または地階
壁を一体の縦リブ補強材とともに形成してもよい。それによって、地震により誘
発される圧力に適正に対応するために、地階壁の構造が充分な曲げ強さを有する
ことが確実にされる。あるいは、土圧を低減するために隣接する地階壁の厚さよ
りも厚い軟性の充填材を土壌と地階壁との間に充填することもできる。
第１２図に示すように、管材１６８は隣接する地階壁１５８と間隔を隔てて配
置されている。図面の尺度上第１２図には充分には図示されてはいないが、管材
は最も近い地階壁の表面から、少なくとも管材の直径の２倍だけ距離を隔てて配
置されていることが理解されよう。すなわち、所定の管材の中心から最も近い壁
面までの距離はその管材の直径の２倍以上であるものとする。
本発明の剛性吸収体を使用して適正に建築された家屋、またはその他の小規模
建造物は、地震に対して防護するための前述の態様で作用する。すなわち、管材
１６８は保護されている構造物の転倒を防止し、同時に家屋の固定荷重はほぼ全
てが地階の壁１５８によって担持される。地階の壁１５８は更に、支持されてい
る家屋１５６と、せん断力またはモーメントが伝達されるようには連結されてい
ない。
本発明の主要な効用を耐震性の付与に関してこれまで説明してきたが、本発明
はその他の側面にも有用である。例えば、支柱の支持強度から横方向の剛性を吸
収・緩和することによってスパンが長い剛性フレームの橋梁において、温度によ
って誘発される応力を軽減することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Rigid absorber for blocking the foundation of structures Background of the Invention
1.Field of the invention
The present invention broadly resembles single-family homes with skyscrapers, bridges, and basements.
Rigid absorbing and mitigating assemblies (s) used in the construction of seismic structures such as smaller structures
tiffness decoupling assemblies). The assembly of the present invention is a support for a structure.
Effectively absorb and mitigate the lateral stiffness of the structure from the load strength of the column system
Things. In this way, the dynamic characteristics of the structure at the time of earthquake excitation are effectively controlled,
Nevertheless, the load strength, vibration damping strength and natural period required for the structure are maintained.
Be held. The rigid absorber of the present invention advantageously extends between the underlying foundation and the structure.
Receives a tube and is firmly fixed to the structure with the main load-bearing struts surrounding it
Includes a plurality of elongated tubes filled with concrete. Between the strut and the structure
Are provided with bearings with a low coefficient of friction to allow relative lateral movement between the two
ing. For detached houses or similar small structures, linked concrete
Basement walls can be used as the primary load-carrying members of the heat-fill tube.
2.Description of the prior art
Architects and structural designers should consider building, bridges or bridges in areas prone to earthquakes.
The problem of designing other structures has been addressed for a long time. Recent Sanfran
Cisco earthquake shows catastrophic consequences of improperly designed buildings in such areas
This is just one of many examples that may have been done.
With the goal of improving the seismic safety of various structures,
Many suggestions have been made. In general, most of today's proposals are based on quality
In other words, the ability to withstand enormous forces while maintaining elasticity), the deformation capacity, and the energy absorption capacity
I've tried combining them. For example, to isolate a structure from its underlying foundation
Large elastomeric support for supporting ductile reinforced concrete frame structures
It is known to use However, such supports can be expensive.
And may be subject to environmental degradation.
Conventionally, the load of the practical type is rigid, but a large-scale seismic load is applied.
Pointed out the use of a mild steel energy absorbing device that yielded and absorbed energy
It has been. Such a method is used for the hysteresis of steel rods used as a foundation shut-off device.
It relies on the ability to absorb lysis energy.
However, despite intensive research in this area, research in this area
Have previously been economical, easy to install, long-lived, and potentially catastrophic
A truly effective base shield that can absorb the nuts and prevent the collapse of the supported structures
The development of the disconnection system has not been successful.
Summary of the Invention
The present invention overcomes the problems outlined above and provides for structures such as buildings and bridges.
To provide a new stiffness absorbing and mitigating assembly designed to enhance the seismic resistance of
It is. The absorption and mitigation assembly of the present invention provides a support system for supporting structures.
By absorbing and relaxing the lateral rigidity from the supporting strength,
It serves to lower the transmission of the acceleration of the ground to the ground.
In a preferred embodiment, the present invention provides a thin structure rigidly connected at the upper end to the structure to be protected.
Contemplates the use of long, relatively flexible hollow tubing;
These pipes are
It extends downward in the direction of the foundation. At least some (preferably all) tubing
Is filled with a material that dampens the induced movement of the tubing, preferably the tubing is as described above.
Concrete is filled for the purpose. In addition, the entire absorption and mitigation assembly is
A means to operatively couple at least some tubing to the foundation to prevent the object from tipping over
Includes steps. Such tubing has a limited upward resistance against the increasing bias force.
Advantageously, it is combined with the foundation so as to allow a transfer movement to the base.
The primary load-carrying member further forms part of the overall absorption / mitigation assembly, and
It is arranged at intervals with a plurality of pipes. To this end, typically,
Hollow, single-piece reinforced concrete columns with a square or circular cross section are used,
A plurality of tubes extend downward through the columns. This load-carrying member rests on the foundation
It is laid and extends upward toward the structure, revealing its upper end. Support is load carrying part
Inserted between the material and the structure, meshing with both, and the relative lateral movement between the two
Movement. For small structures with basements, separate structural supports are used.
Instead, the basement wall can be used as the primary load carrying member.
In actual construction, a given structure is mounted on all conventional load-bearing struts.
, Comprising an absorption and mitigation assembly with the above described support structure and internal tubing
.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 shows a section of a tall building structural frame with parts removed for clarity.
FIG. 3 is a single view showing the absorption / mitigation assembly of the present invention placed between the frame base and the underlying foundation.
Has been established.
FIG. 2 shows an important part of the absorption / mitigation assembly, with parts removed and some parts shown in dotted lines.
FIG. 3 is a fragmentary view showing parts.
FIG. 3a is a sectional view taken along the line 3a-3a of FIG.
Hollow, square cross-section reinforced concrete with low-friction supports at the corners
Fig. 3 shows the structure of an absorption / mitigation assembly using a reed strut.
FIG. 3b is a view similar to FIG. 3a, but with a hollow column having a circular cross section;
Figure 2 illustrates an absorption and mitigation assembly using spaced low friction supports.
FIG. 4 is an exploded view showing the components of a preferred support used in the present invention.
FIG. 5 shows a spring bias for fixing the lowermost end of the tube to the foundation of the underlying structure.
FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing one of the preferred connecting means.
FIG. 6 is a view similar to FIG. 5, but showing another type of spring-loaded tubing coupling means.
doing.
FIG. 7 shows a pipe according to the invention in which a plurality of tubes are bound in hollow columns.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing components of the absorption / mitigation assembly.
FIG. 8 is an enlarged fragmentary view showing the orientation of the tubing of the embodiment of FIG.
FIG. 9 is a sectional view showing the fixing of the auxiliary reinforcing cable to the frame base of the building.
FIG.
FIG. 10 is a sectional view taken along line 10-10 in FIG.
Is shown.
FIG. 11 illustrates the absorption / relaxation of the present invention in connection with a multi-layer foundation forming part of a large building.
FIG. 4 is a fragmentary basic schematic side view showing the use of a sum assembly;
An interconnect between the supported structure and the first base layer to provide a false ground for the assembly
Have been.
FIG. 12 is a basic overview illustrating the use of the present invention in connection with a small building having a basement.
It is a schematic plan view, and the basement wall plays the role of the main load carrying member.
FIG. 13 is a fragmentary view showing the interconnected state of the absorption / mitigation assembly of the embodiment of FIG.
It is a basic basic schematic side view.
FIG. 14 forms part of the absorption / mitigation assembly used in the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a single tube, preferably filled with concrete.
FIG. 15 is a plan view of a corner support plate used in the embodiment shown in FIG.
You.
FIG. 16 is an end view of the carrier plate shown in FIG.
FIG. 17 shows a linear carrier plate used between the corners of the embodiment shown in FIG.
FIG.
FIG. 18 is an end view of the support plate of FIG.
Description of the embodiment
Referring now to the drawings, and in particular to FIG.
Is shown in connection with the rigid absorption and mitigation assembly 22 of FIG.
Inserted between the base 24 of the frame 20 and the underlying reinforced concrete foundation 26
ing. Schematically, each decoupling assembly 22 is elongated.
A plurality of relatively flexible hollow tubes 28 and a hollow unit
An upright load-carrying strut 30 of body structure, frame 20 and each strut 30
A support operatively connected between the ends and generally designated by reference numeral 32.
Holding means.
More specifically, the framing frame 20 is completely conventional,
1 includes a normally upright strut 34 and separate levels of floors 36,38. Frey
20 is typically reinforced concrete
And formed of any desired structural material, such as
The support area 40 is provided at the required position. Each support region 40 has an illustrated embodiment.
Is provided with a pair of horizontal transverse beams 40a, 40b.
Similarly, foundation 26 (except for the modifications described herein in connection with tubing 28) may be
Any of a variety of foundations may be used, including a footing foundation 42. The foundation 26 is also reinforced concrete
Made from cleats.
Next, FIGS. 2 and 3a show one of the absorption / mitigation assemblies 22 in more detail.
See In this aspect, the plurality of pipes 28 are arranged at intervals from each other,
It is shown to present an array of peripheral tubing 28a and central tubing 28b.
I have. These tubing are of conventional, thin-walled metal construction, typically of diameter
Would be about 3/4 to 3 inches. An appropriate vibration damping material is used for each pipe member 28a, 28b.
In this case, the concrete 44 is filled. The top end of the tube 28 is the support region 4
0 and buried in it. As shown in FIG.
It can be seen that the tubing extends upwardly through the base 24 and into the associated column 34.
Call Sideways on the tubing to enhance the rigid connection of tubing 28 to frame 20
May be utilized, i.e., a flange (not shown). But more one
In general, as long as there is a strong connection between the structure and the individual tubing, the tubing 28
And may be secured to a structure such as frame 20 by any suitable means. Illustrated
In a preferred embodiment, the tubing 28 extends into the footing 42 of the underlying foundation 26 and
It is buried inside. Again, the tubing 28 is operatively connected to the foundation 26.
Other suitable means may be used for this purpose, two preferred options of which are described in more detail below.
This will be described in detail.
Further, each of the entire assemblies 22 is an upright, hollow unit
The main load strut 46 of the structure is included. In the embodiment of FIGS.
6 is rectangular in cross section and includes a vertical stiffener 48 under each support. Fig. 2
As shown in FIG. 5, in order to enhance the rigidity and lateral stability of the column 46, a metal reinforcement is used.
A 50 extends through each stiffener 48 into the underlying foundation 26. In this connection
, Each support 46 is placed on the upper surface of the footing 42, and moves upward in the direction of the frame 20.
It is shown extending to the right. A carrier is provided at the upper end of each column 46.
ing.
The carrying means 32 is composed of a large number of identical carrying assemblies 54 as a whole.
Each of the holding assemblies is located below each beam 40a, 40b. Each carrier assembly 5
4 (see FIG. 3a) includes a base 56 with a truncated triangular structure, which
Low coefficient of friction (e.g., bronze, steel, lead,
Or an upright support composed of a material having a powdered sintered metal)
The pad 58 is supported. The base 56 (see FIG. 4) includes the support plate 52
An opening 60 is provided near each corner of the base so that it can be connected to the base. in addition
A pair of reciprocally tapered mating slotted shims 62, 64 are
6, each slot is aligned with an associated opening 60.
Have been There are a total of three generally J-shaped threaded connectors 66 in each carrying assembly
Embedded in a post 46 for the body 54 and extending upwardly to provide a shim slot and opening 60
Penetrates. Then the support assembly is fixed in place on the support using the nut 68
Is done. By providing mating shims 62, 64, the height of each carrier assembly 54 is increased.
And adjust the position appropriately to prevent the load on the carrier from becoming uneven,
And / or to apply a normal load as desired on the carrier.
One can make it possible
Wear.
Each carrier pad 58 is engaged with the lower side of the support region 40 and
Arranged to allow relative lateral movement between the heavy support struts 46 and the frame 20
Have been. To facilitate such operation, pad 58 contacts the support area.
In the area, a metallic slide plate 70 is fixed below each support area 40. Each
Ride board 70 is attached to studs 72 with heads embedded in several pieces of concrete.
Thus, an associated fixed or otherwise constructed of conventional building material
Fixed to the support area.
FIG. 3b shows a similar absorption / mitigation assembly in which a hollow cylindrical column 72 is used.
22 is shown. Vertical reinforcements 74 are also provided at 90 ° intervals on this support.
Inside the stiffener, interconnected stiffeners 50 as in the case of square columns 46
It is buried. The absorption / mitigation assembly 22 of this embodiment also has a plurality of concrete fillings.
Includes a total of four carrier assemblies 54 above the tubing 28 and stiffener 74.
You. Below the associated support area 40 are mounted four separate slide plates 78.
, Each carrier assembly 54 is in contact with a respective carrier pad 58.
In a preferred embodiment of the invention, each array in each post 46 or 72 is
At least the peripheral tubing 28a resists the increasing biasing force of the peripheral tubing.
It is connected to the foundation 20 so that it can be moved upwards in a limited manner. First of all,
Reference is made to FIGS. 5 and 10 showing one of the joining mechanisms. That is, footing
42, and a support plate 82 at the lowermost position is spaced apart above the support plate.
Including a base for receiving a tubing provided with an upper annular retaining ring 84 disposed in an upright position
A material joining device 80 is provided. In the particular embodiment shown, support plate 82 and
Is 84
Buried in the concrete of the ring 42. Besides, the retaining ring is also similar
Root removal is prevented by a nut / bolt assembly 86 embedded in the footing 42
It is fixed to stop. When the pipe 28a received in the pipe coupling device 80
The lower end is provided with a receiving plate 88 secured by welding or other convenient means.
I have. The receiving plate 88 is provided between the supporting plate 82 and the holding ring 84 at the lowermost end of the tube 28a.
It is configured and arranged to capture and hold it. The coil spring 90 has the receiving plate 88
Of the tubing 28a which is located between the
It is located around the lower part. As can be easily understood from the drawings, the tubing 28a
Is performed against the spring force of the coil spring 90.
FIG. 6 shows another similar tubing coupling device 92. In this example,
The mounting 92 is a soil provided with a pin 96 which is firmly fixed to the footing 42 and extends upward.
A pedestal 94 is included, and the pin 96 has a receiving plate 98 firmly fixed at its upper end.
ing. The base 94 is prevented from root removal by the buried nut / bolt assembly 100.
It is fixed to stop.
In this embodiment, the lowermost end of the tube 28a is hollow, and
Ring 104 is provided. As shown in FIG. 6, the plate 102 is formed of the tubular material 28a.
It is sealed in the tube at an interval above the lowermost butted end. on the other hand,
The retaining ring 104 is located below the plate 102, which is likewise of the tubing 28a.
It is enclosed inside. The ring 104 has an annular structure, and as shown in FIG.
Is slidably received. With the arrangement in such a direction, the receiving plate 98 and
The upper end of the pin 96 is cooperated with the ring 104 by the fitting plate 102 and the retaining ring 104.
The role of holding between. The coil spring 106 includes the retaining ring 104 and the fitting plate 1.
02
, And is disposed around the upper receiving end of the pin 96. This
In this case, it is also apparent that the upward movement of the tube 28 is performed against the spring force of the spring 106.
Easy to see.
The tubes 28 shown in the embodiment of FIGS. 1, 3a and 3b are spaced apart from one another.
Although positioned, the invention is not limited to such a structure. For example,
Using a plurality of pipes 108, the individual concrete-filled pipes are brought into contact with each other.
, May be arranged to form a united array. (See FIGS. 7 and 8)
Such tubing is also substantially filled with concrete 110 or similar damping material.
Let's go. It is not important that the tubing array be of a particular type,
To prevent significant contact between the tubing and the support member during life,
Positioning should be sufficiently spaced from the boundary walls of columns or other support members.
is important. As best shown in FIGS. 3a and 7, the load carrying member
That is, the minimum distance between the support 46) and the pipe material at the closest position is the closest.
Larger than the maximum cross-sectional dimension (ie, diameter) of the tubing. Finally, the preferred embodiment
Uses a single-piece hollow column, but the present invention places it around the tubing array.
It can also be implemented using a spaced upright plate or similar first aid means.
For the most effective seismic resistance, the absorption and mitigation assembly of the present invention can be used to enhance seismic resistance.
May be used in combination with another device having a predetermined structure designed for the purpose.
For example, when FIG. 1 is minimized again, the cross-shaped flexible cables 112 and 114 are flexed.
Extending between the base 24 and the foundation 26 of the room 20 and being buried therein.
Recognize. During installation, these cables are relatively loose and are
It is held in a suspended state (for example, above the entrance 116). Expert in the technology
If you can understand,
Cables 112 and 114 are attached to the foundation 26 under exceptionally severe earthquake conditions.
This helps prevent excessive lateral movement. Cables 112 and 114
Using any convenient means, such as a horizontal pin 120 embedded in the base 24, the cable
Wrap the end of the screw around the horizontal pin and connect with the connector 122
can do.
As a catching measure, the load-bearing wall 124 made of reinforced concrete is connected to the foundation 26 and soil.
It is advantageous to provide it between the table 24 and it. That is, the upper load carrying surface of the wall 124
Is disposed slightly below the joint surface between the support means 32 and the base 24. Like this
In the event of complete failure, the building structure can remain on the load-carrying wall,
The whole can be prevented from being completely destroyed.
During normal use of the absorption and mitigation assembly 22, the primary structural load is the individual carrier assembly 5
It is carried by the upright columns 46 or 72 mediated by 4. concrete
The tubing filled with carries only a small compressed load. As mentioned earlier,
The struts 46 or 72 are designed to transmit shear force or moment to the supported structure.
Will not be combined.
In the event of an earthquake, the concrete-filled tubing connected to the struts was a closed structure.
Serves to significantly reduce the transmission of ground acceleration to
Is reduced. Local reinforcement while moving concrete filled in individual tubing
It plays a role as a material and a vibration damping material. That is, the concrete filler is crushed
And dampen the movement considerably like a shock absorber. The tubing will also
It also acts as a drawbar during life, allowing the protected structure to separate and fall.
Assist in prevention. In this connection, a spring bias of the kind shown in FIGS.
Tubing connector
Means that as the overturning moment increases, the pulling force applied to prevent overturning also increases
This is particularly advantageous. Finally, concrete-filled tubing is unique to the structure being protected.
Controls the period and provides a restoring force to return the structure to its original position after an earthquake.
Maintains stability while maintaining equilibrium of buildings when subjected to forced vibration
Thus, the carrier assembly supports the structure and transmits the biased load to the struts. Therefore,
The carrier has a very low resistance to relative lateral movement between the structure and the struts.
It is designed to perform a function very similar to a rubber support.
Cross-shaped cables 112, 114 are non-linear to prevent excessive lateral displacement
The role of a typical spring. That is, if necessary, the lateral resistance of the structure increases.
Because The load-carrying wall 124 is protected from the protected structure as long as the deformation is small.
Designed to be separate. These walls are only effective in earthquake
If the level is excessive, i.e. vertical induced by lateral deformation of the structure
Direction displacement is large enough to make contact between the protected structure and the load-carrying wall.
The wall supports the deformed structure, absorbs kinetic energy, and
It has additional bearing strength to provide frictional force to reduce width.
Thus, the present invention has many advantages not available with conventional designs. For example
The absorption and mitigation assembly of the present invention is a passive device, with both compressive and tensile loads.
Can be absorbed. This assembly will support the load for a long time and over time
There is little deterioration in strength and function. This is the elastic rubber carrying package that has been used until now.
In contrast to the aging process, where the damage to the metal is large. But more importantly,
The absorption and mitigation assembly of the present invention is subject to excessive lateral displacement induced by earthquakes.
Even if a strong earthquake occurs
The purpose is to balance the structures that are protected during and after development. At the same time, this
The assembly provides a high degree of tensile strength that resists the overturning moment.
FIG. 11 shows a multi-story basement 126, ie, middle floors 128, 130 and the lowermost foundation 13
2 illustrates the use of the present invention in connection with a large building 125 having a 2 Middle floor 12
8 and 130 are usually provided with a reinforcing metal beam 134 as shown in FIG.
28 has a reinforced concrete part 136. As shown, building 125 is
Supported by basement 126 and foundation 132. For this purpose, building 12
5 is a lowermost floor slab 13 having a base cap 140 made of reinforced concrete.
8 is provided. As an example, a large hollow support (shown in cross-section in FIG. 11)
A pillar 142 extends between the cap 140 and the middle floor 128 and serves as a primary load carrying member.
Play a part. Further, similar struts 144 and 146 are also provided between the middle floors 128 and 130.
By being provided between the middle floor 130 and the foundation 132, the building 125 can be completed.
It turns out to be a perfect structural support. Of course, the building 125 is as shown in FIG.
Should have a number of similar hollow struts to provide proper structural support.
And will be easy to understand.
The absorption and mitigation assembly 148 is an upright, cement, basically similar to that described above.
In the form of a plurality of metal pipes 150 filled with metal. Lower end of tube 150
The part is buried in the part 136, the upper end of which is the base cap 140 and the slab 138.
And buried inside them. Tubing 150 was used during the earthquake
Works the same as it did. However, in this case, the pipe 150 is moved downward from the structure 125.
It is not practical to extend to the part foundation 132. Therefore, the portion of 136 is substantially
To the pseudo ground, that is,
It forms the basis for the lower end.
On the upper surface of the pillar 142, a slide attached to the lower side of the base cap 140 is provided.
A series of carriers 152 that contact the plate 154 are provided. Thereby these
Carrier assembly allows for relative lateral movement between post 142 and building 125.
You.
Next, the advantages of the present invention relating to small-scale buildings such as detached houses with basements are described.
Please refer to FIG. 12 to FIG. As shown in FIGS. 12-13, the house
156 is located above the interconnected reinforced concrete basement wall 158;
Supported by the wall. The house 156 itself is completely conventional and typical
Includes a lower floor structure 16 including a support beam 162 mounted on an upper surface of a basement wall 158.
0 is provided. For the basement structure, the wall 158 and concrete supporting the wall 158
A manufacturing base 164 is included. In particular, as shown in FIG.
An inner wall 166 that does not carry a load may be provided.
Rigid absorption and relaxation is achieved by multiple uprights extending from the foundation 164 to the floor structure 160.
This is done with cement filled tubing 168. As best shown in FIG.
Each tube 168 is embedded in a foundation 164. In order to connect properly, tubing 1
A lower end of 68 may be provided with a radially expanded collar structure 170. Individual tubes
The upper end of the member 168 serves to transmit shear, moment and tensile forces.
Connected to house 156 by any convenient means. In the illustrated embodiment,
, Tube 168 is attached to beam 162 by connector 172. 14th
The figure shows an example of the tube material 168 in a sectional view, and the tube material is filled with concrete 174.
It is shown that it is.
Referring again to FIG. 12, the basement wall in the basement corner area
It is shown that a group of tubing 168 has been placed at the interconnecting portion. In addition,
Each tube 168 is spaced apart along the length of the wall. Further illustrated
As described, the tubing 168 may be disposed within the inner wall 166. This applied measure
Part of the tubing can be effectively hidden without reducing the working force of the tubing
.
A series of carrier plates 176, 178 are provided on the upper surface of the basement wall 158. Figure
As shown, the support plate 176 has a substantially L-shaped structure in plan view, as shown in FIGS.
This is shown in detail in FIG. That is, each plate 176 has a flat top surface 182.
An upright portion 180 is provided. Concrete for basement wall 158 located below
The plate 176 can be mounted using threaded connectors 188 embedded in the
Perforated side flanges 184 and 186 are also provided so as to be able to meet the requirements. Twelfth
As can be readily seen with reference to the figures, plate 176 is formed by basement wall 158.
It is fixed to the orthogonal corner.
Plate 178 is similar to plate 176 except that it is straight and not L-shaped.
It is actually the same. As best shown in FIGS. 17 and 18, the carrier
The plates 178 can each be attached to the top carrying surface 190 via a connector 188.
And a perforated side flange 192. Board 178 is corner
The support plates 176 are located at intervals along the longitudinal direction of the basement wall 158.
.
Each metal slide plate or pad 194 is provided with a carrier plate 176, 178.
Attached to the underside of the floor structure 160 (FIG. 13) in a position that engages the upper surface of the
. In this way, between the basement wall 158 carrying the load and the house 156 supported
Relative motion is possible.
Regarding the structural design, the aspect ratio (medium to height) of the basement wall 158 is 1 or more.
Where an intermediate, inwardly extending structural partition may be provided, or
The wall may be formed with integral longitudinal rib reinforcement. Thereby, induced by an earthquake
The basement wall structure has sufficient bending strength to properly respond to the pressure generated
Is ensured. Alternatively, reduce the thickness of the adjacent basement wall to reduce earth pressure.
A thicker soft filler can also be filled between the soil and the basement wall.
As shown in FIG. 12, the pipe member 168 is arranged at a distance from the adjacent basement wall 158.
Is placed. Although not fully shown in FIG. 12 on the scale of the drawing,
Is located at least twice the diameter of the tubing from the nearest basement wall surface.
It will be understood that it is located. That is, the wall closest to the center of the given tubing
The distance to the surface shall be at least twice the diameter of the tube.
A properly constructed house or other small scale using the rigid absorber of the present invention.
The building operates in the manner described above to protect against earthquakes. That is, tubing
168 prevents the protected structure from overturning while at the same time reducing the fixed load on the house
The lever is carried by the basement wall 158. Basement wall 158 is further supported.
Connected to a house 156 such that a shear force or a moment is transmitted.
Absent.
Although the main utility of the present invention has been described with respect to imparting earthquake resistance, the present invention
Is useful for other aspects as well. For example, the lateral rigidity is absorbed from the support strength of the column.
In a rigid frame bridge with a long span due to
Therefore, the stress induced by the stress can be reduced.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９６年８月２９日
【補正内容】
補正請求の範囲
１．周囲の地階壁によって形成された地階の上方に位置する上部構造と下に位置
する基礎との間で使用するようにされた剛性吸収・緩和組立体であって、
上端部の近傍で上部構造と強固に連結して、基礎の方向に下方に延びるように
された細長い、相対的に可撓性の複数の中空管材を備え、該管材の少なくとも幾
つかには誘発される管材の動きを制動するための材料が実質的に充填され、
上部構造の転倒を防止するため、管材の少なくとも幾つかを基礎と作用的に結
合するようにされた結合手段と、
複数本の管材と間隔を隔てて配置された主要荷重担持部材とを備え、該担持部
材は基礎上に載置し、かつ上部構造の方向に上方に延び、かつ上端部を設けるよ
うにされ、前記担持部材は上表面を有する前記周囲地階壁を含んでおり、
誘発された管材の移動時に、前記主要荷重担持部材と前記複数本の管材の間の
間隔が、管材と主要荷重担持部材および前記周囲の地階壁との有意の接触を防止
し、
前記地階壁の上表面と前記上部構造との間に挿入され、双方の間での相対的な
横移動が可能であるように前記上表面と前記上部構造の双方と係合するようにさ
れた担持手段を備えたことを特徴とする、剛性吸収・緩和組立体。
２．前記周囲の地階壁によって形成されたコーナーの少なくとも幾つかの近傍に
多数の前記管材を設けるようにされ、前記管材の個々の１本が、前記地階壁に沿
って間隔を隔て、かつ前記コーナーの間に配置するようにされたことを特徴とす
る、請求の範囲第１項に記載の組立体。
３．前記管材が互いに間隔を隔てていることを特徴とする、請求の範囲第１項に
記載の組立体。
４．前記制振材料がコンクリートであることを特徴とする、請求の範囲第１項に
記載の組立体。
５．前記管材の全てに前記制振材料が実質的に充填されたことを特徴とする、請
求の範囲第１項に記載の組立体。
６．縦の間隔を隔てた複数の中床と、最下層の基礎とを有する多層地階の上方に
位置する上部構造の間で使用するようにされた剛性吸収・緩和組立体であって、
上端部の近傍で上部構造と強固に連結して、前記中床の一つの方向に下方に延
びるようにされた細長い、相対的に可撓性の複数の中空管材を備え、該管材の少
なくとも幾つかには誘発される管材の動きを制動するための材料が実質的に充填
され、
上部構造の転倒を防止するため、前記管材の少なくとも幾つかを前記１つの中
床と作用的に結合するようにされた結合手段と、
複数本の管材と間隔を隔てて配置され、前記上部構造の近傍に上端部が設けら
れるようにされた主要荷重担持部材とを備え、
誘発された管材の移動時に、前記主要荷重担持部材と前記複数本の管材の間の
間隔が、管材と支持部材および前記周囲の地階壁との有意の接触を防止し、
前記地階壁の上表面と前記上部構造との間に挿入され、双方の間での相対的な
横移動が可能であるように前記上表面と前記上部構造の双方と係合するようにさ
れた担持手段を備えたことを特徴とする、剛性吸収・緩和組立体。
７．前記管材を前記上部構造に最も近い中床と結合するようにされたことを特徴
とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。
８．前記荷重担持部材が前記管材を内部に受容する中空の支柱か
らなることを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。
９．前記管材が互いに間隔を隔てていることを特徴とする、請求の範囲第６項に
記載の組立体。
１０．前記制振材料がコンクリートであることを特徴とする、請求の範囲第６項
に記載の組立体。
１１．前記管材の全てに前記制振材料が実質的に充填されたことを特徴とする、
請求の範囲第６項に記載の組立体。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission date] August 29, 1996
[Correction contents]
Claims for amendment
1. Superstructure located above and below the basement formed by surrounding basement walls
A stiffness absorbing and mitigating assembly adapted for use with a foundation that
Closely connected to the superstructure near the upper end so that it extends downward in the direction of the foundation
A plurality of elongated, relatively flexible hollow tubing, at least some of the tubing.
In some cases, the material is substantially filled with a material to dampen the induced movement of the tubing,
At least some of the tubing is operatively connected to the foundation to prevent the superstructure from tipping over.
Coupling means adapted to fit;
A plurality of pipes and a main load carrying member arranged at an interval;
The material shall rest on the foundation and extend upward in the direction of the superstructure and shall have an upper end.
The carrier member includes the surrounding basement wall having a top surface;
During the induced movement of the tubing, between the main load-carrying member and the plurality of tubing
Spacing prevents significant contact between the tubing and the primary load bearing member and the surrounding basement wall
And
Inserted between the upper surface of the basement wall and the superstructure, and a relative
Adapted to engage both the upper surface and the superstructure so that lateral movement is possible.
Rigid absorption / relaxation assembly, characterized in that it comprises a holding means.
2. Near at least some of the corners formed by said surrounding basement walls
A plurality of said tubing are provided, each one of said tubing being along the basement wall.
At intervals and between the corners.
The assembly of claim 1, wherein
3. 2. The method according to claim 1, wherein the tubes are spaced from each other.
An assembly as described.
4. 2. The method according to claim 1, wherein the damping material is concrete.
An assembly as described.
5. A contractor characterized in that all of the pipes are substantially filled with the damping material.
An assembly according to claim 1, wherein
6. Above a multi-story basement with several vertically spaced middle floors and a bottom foundation
A rigid absorbing and mitigating assembly adapted for use between located superstructures.
Closely connected to the superstructure near the upper end, extending downward in one direction of the middle floor.
A plurality of elongated, relatively flexible hollow tubing adapted to bulge;
At least some are substantially filled with material to dampen induced tubing movement
And
At least some of the tubing may be placed in the one to prevent the superstructure from tipping over.
Coupling means adapted to operatively couple to the floor;
An upper end is provided in the vicinity of the upper structure and is arranged at a distance from a plurality of pipes.
A main load carrying member adapted to be
During the induced movement of the tubing, between the main load-carrying member and the plurality of tubing
The spacing prevents significant contact between the tubing and the support member and the surrounding basement wall,
Inserted between the upper surface of the basement wall and the superstructure, and a relative
Adapted to engage both the upper surface and the superstructure so that lateral movement is possible.
Rigid absorption / relaxation assembly, characterized in that it comprises a holding means.
7. The tubing is adapted to be coupled to an intermediate floor closest to the superstructure.
The assembly according to claim 6, wherein:
8. Whether the load-carrying member is a hollow support that receives the tube material inside
7. The assembly according to claim 6, wherein the assembly comprises:
9. 7. The method according to claim 6, wherein the tubes are spaced apart from each other.
An assembly as described.
10. 7. The method according to claim 6, wherein said damping material is concrete.
An assembly according to claim 1.
11. Characterized in that all of the pipe material is substantially filled with the vibration damping material,
The assembly according to claim 6.