JPH1088858A - 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、ボールを支持す
る支持板の小型化、材料コストの低減を図り、かつ、免
震支持体自体にバネ効果を具備させ、しかも、強風時等
において基礎と構造物との相対変位を限定してダンパ手
段等の他の装置の破損を回避する。 【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免震支持体６を備
えた建築物の免震構造において、免震支持体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。

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
に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造物の免震構造においては、構造物を
水平方向に移動自在に支持する免震支持体を基礎と構造
物との間に介在させることにより、地震による構造物の
振動を軽減させている。この免震支持体としては、ボー
ルを使用した転がり支承、滑り体を使用した滑り支承に
よるものが知られ、これらの転がり支承等の免震支持体
とバネ手段・ダンパ手段とを併用することで、所望の免
震効果を得るようにしている。

【０００３】図５に転がり支承による従来の免震支持体
の一例を示す。この免震支持体ａは、建築物ｂの土台に
固定された本体ケースｃと、この本体ケースｃ内に収納
されて球面状の座面を下方に向けたボール受け座ｄと、
このボール受け座ｄの周囲に回転自在に配設された多数
の小径のボールｅと、多数のボールｅを介してボール受
け座ｄの座面にて回転可能な大径のボールｆとを備え
る。一方、基礎ｇ側には、地震時にボールｆを上面で転
動させる支持板ｈが固定される。

【０００４】この支持板ｈは、平面視で略円形を呈し、
かつ、中心から外方に行くに従って建築物ｂの底面に近
づく略摺鉢状の斜面ｈ１を有する。これにより、通常時
にはボールｆが支持板ｈの最も低い中心部に位置決めさ
れると共に、地震時にはボールｆが支持板ｈの中心位置
に戻ろうとするため、免震に必要な復元力（バネ効果）
が得られる。

【０００５】免震支持体ａによれば、地震が起きて建築
物ｂと基礎ｇとが水平方向に相対的に変位すると、ボー
ルｆが本体ケースｃに保持された状態で支持板ｈの斜面
ｈ１上を転動し、建築物ｂを基礎ｇに対して移動自在に
支持する。

【０００６】一般住宅の場合、免震支持体ａの強度のみ
を考えれば、土台の四隅の柱下に免震支持体ａを設置す
れば十分である。しかし、その場合、建築物の全重量を
土台の四箇所で受けることになるため、土台の梁を太く
する必要がある。そのため、近年では、図６に示すよう
に、建築物ｂの土台の中央部、土台の各辺の中央部など
前記四隅以外の箇所にも免震支持体ａを設置して土台に
おける荷重の集中を回避しようとする動向がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の転がり支承によ
る免震支持体ａにおいては、ボールｆが建築物ｂと共に
水平方向に移動するので、建築物ｂの水平変位がそのま
まボールｆの移動距離となり、よって、支持板ｈの転動
面となる斜面ｈ１の大きさは建築物ｂの振幅以上の半径
を有するものとされる。通常、一般住宅等の建築物ｂの
水平変位は２０〜３０ｃｍであり、この場合における支
持板ｈの斜面ｈ１の直径Ｄ２（図５参照）は、余裕を見
て約５０〜７０ｃｍに設定される。したがって、支持板
ｈの外形が非常に大きくなるため、支持板ｈの材料コス
トが高くなる。また、支持板ｈの大きさが通常の柱の太
さ（１５〜２０ｃｍ角）に比べて大きくなることから、
建築物ｂの柱下に支持板ｈを配置した場合、支持板ｈが
建築物ｂの外側にはみ出てしまい、隣接する建築物との
距離に影響を及ぼす恐れもある。

【０００８】また、前述のように土台の四隅以外にも免
震支持体ａを設置する場合は、免震支持体ａの増設によ
り、設備にかかるコストがさらに高くなるため、より安
価な支持板ｈの要請が強い。

【０００９】なお、これらの問題点は、転がり支承によ
る免震支持体に限られるものではなく、基礎ｇまたは建
築物ｂのうちの一方に滑り体を固定し、他方に滑り体を
摺動自在に支持する支持板を設けた滑り支承によるもの
においても、変わりなく生じ得る。

【００１０】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、ボールを支持する支持板の小型化、
材料コストの低減を図り、かつ、免震支持体自体にバネ
効果を具備させ、しかも、強風時等において基礎と構造
物との相対変位を限定してダンパ手段等の他の装置の破
損を回避できる構造物の免震構造を提供することを目的
とする。

【００１１】

【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。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免震支持体を備えた構造物の免震
構造において、前記免震支持体は、前記基礎に固定した
下側支持板と、該下側支持板に対向して前記構造物に固
定された上側支持板と、該上側支持板と前記下側支持板
との間に配設されると共に基礎と構造物とが水平方向に
相対的に変位したときに上側支持板および下側支持板そ
れぞれに対して転動するボールとを有することを特徴と
する構造物の免震構造である。

【００１２】請求項２の発明は、前記下側支持板の上面
または前記上側支持板の下面を略摺鉢状の斜面で形成し
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。

【００１３】請求項３の発明は、前記下側支持板の外周
縁および前記上側支持板の外周縁のうちの少なくとも一
方に、前記ボールの下側支持板または上側支持板からの
脱落を防止する周壁を形成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。

【００１４】請求項１の発明によれば、構造物と基礎と
が水平方向に相対的に変位すると、ボールが基礎側の下
側支持板および構造物側の上側支持板それぞれに対して
転動するため、ボールの水平方向の移動距離は、構造物
の水平変位の半分となる。これにより、各支持板の転動
面の半径を従来に比べて半分の寸法に設定すれば足り、
各支持板の外形を小さく設定することができる。また、
それと同時に各支持板の材料コストを大幅に低減するこ
とができる。

【００１５】請求項２の発明によれば、地震時にボール
が摺鉢状の斜面の中心部に戻ろうとする復元力が得られ
るため、免震支持体にバネ効果を具備させることがで
き、よってバネ手段等の装置を不要にすることができ
る。また、摺鉢状の斜面を備えた支持板の場合は、その
体積が従来の支持板に比べて著しく少なくなるため、有
効的に材料コストの低減が図れる。

【００１６】請求項３の発明によれば、強風時等におい
て構造物が地震力よりも大きな外力を受けてボールが過
大に移動したときでも、前記周壁によってボールの脱落
が防止される。したがって、基礎と構造物との相対変位
が限定されるため、ダンパ手段等の他の装置に無理な力
が加わることもない。

【００１７】

【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免震支持体６を備
える。

【００１８】免震支持体６は、図１に示すように、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。

【００１９】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に近づく略摺
鉢状の斜面８ａが形成されている。さらに、該上面にお
ける斜面８ａよりも外側部分は、水平面に沿った円環状
の平面部８ｂが形成されており、この平面部８ｂにアン
カボルト１４を通して下側支持板８を基礎２に固定す
る。また、平面部８ｂの外周縁には、ボール１２の下側
支持板８からの脱落を防止する周壁１６が形成されてい
る。この周壁１６は、平面部８ｂよりも高くなるように
立設される。ボール１２は、通常、図１に示すように下
側支持板８の最も低い中心部にあり、ボール１２の中
心、上側支持板１０の中心および下側支持板８の中心は
一致している。

【００２０】このように構成された本実施形態によれ
ば、図１に示す通常の状態から地震が発生して建築物４
と基礎２とが水平方向に相対的に変位すると、図２に示
すように、ボール１２は、下側支持板８の斜面８ａおよ
び上側支持板１０の下面１０ａそれぞれに対して転動す
る。このため、ボール１２の水平方向の移動距離Ｌ１
は、建築物４の水平変位Ｌの半分となる。これにより、
各支持板８，１０の半径を従来の転がり支承に比べて半
分の寸法に設定すれば足りるため、各支持板８，１０の
外形を大幅に小さくすることができる。具体的には、地
震による建築物４の水平変位Ｌを２０〜３０ｃｍとすれ
ば、ボール１２の移動距離Ｌ１は１０〜１５ｃｍとなる
ため、上側支持板１０の下面１０ａおよび下側支持板８
の斜面８ａの各直径Ｄ１は余裕を見ても３０〜４０ｃｍ
に設計すればよい。したがって、土台の四隅の柱下に免
震支持体６を配置した場合であっても、各支持板８，１
０が建築物４の外側に大きくはみ出すことがなくなる。

【００２１】それと同時に、各支持板８，１０の材料コ
ストを大幅に低減することができるので、免震支持体６
を安価に建築物４に設置することができる。したがっ
て、建築物４の土台の四隅以外の箇所（土台の中央部、
土台の各辺部の中央部）にも免震支持体６を設置した場
合であっても、安価に免震構造を得ることができる。

【００２２】また、本実施形態のように摺鉢状の斜面８
ａを備えた下側支持板８の場合は、その体積が従来の転
がり支承の前記支持板ｈに比べて著しく小さくなるた
め、材料コストの低減が有効的になる。

【００２３】この効果を図３を参照して具体的に説明す
る。図３において、実線で示すものは、本実施形態にお
ける下側支持板８の斜面８ａ部分（取り付け部分となる
平面部８ｂを除く）の断面図であり、想像線で示すもの
は、従来の下側支持板ｈにおける下側支持板８の斜面ｈ
１部分の断面図である。下側支持板８，ｈの中心部の高
さ（厚み）Ｈを１．５ｃｍ、斜面８ａ，ｈ１の傾斜角θ
を５°とし、下側支持板８の斜面８ａの直径Ｄ１を４０
ｃｍ、下側支持板ｈの斜面ｈ１の直径Ｄ２を７０ｃｍと
すれば、下側支持板８の斜面８ａ部分の体積Ｖ１は約３
３５１ｃｍ³となり、一方、下側支持板ｈの斜面ｈ１部
分の体積Ｖ２は約１３６２８ｃｍ³となる。このように
支持板の形状が特に摺鉢状である場合、下側支持板８の
体積（材料コスト）は、本発明の構成が有効に働いて従
来の約１／４で済む。

【００２４】さらに、本実施形態によれば、強風時等に
おいて建築物４が地震力よりも大きな外力を受けてボー
ル１２が大きく移動したときでも、周壁１６によってボ
ール１２の脱落が防止される。したがって、基礎２と建
築物４との相対変位が限定されるため、ダンパ手段等の
他の装置に許容範囲を越えた無理な力が加わることもな
い。

【００２５】さらに、地震時にボール８が摺鉢状の斜面
８ａの中心部に戻ろうとする復元力が得られるため、免
震支持体６にバネ効果を具備させることができ、よって
バネ手段等の装置を不要にすることができる。また、図
４に示すように、建築物４の土台の四隅に一般の滑り支
承による免震支持体１８を配置し、本実施形態に係る免
震支持体６を土台の中央部および土台の各辺部の中央部
に配置すれば、免震支持体１８の滑り摩擦によってダン
パ効果も得られるため、他の装置を一切不要にでき、し
かも土台における荷重の集中を避けることもできる。

【００２６】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に形成しても
よい。また、本発明に係る周壁は、上側支持板１０の外
縁のみ、または、下側支持板８および上側支持板１０の
両方の外縁に設けてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば、各
支持板の転動面の半径を従来に比べて半分の寸法に設定
することができるため、各支持板の外形を小さく形成す
ることができる。それと同時に各支持板の材料コストを
大幅に低減することができる。また、免震支持体にバネ
効果を具備させることができ、よってバネ手段等の装置
を不要にすることができる。また、強風時等において、
基礎と構造物との相対変位が限定されるため、ダンパ手
段等の他の装置に無理な力が加わることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る通常時の免震支持体の断面図
である。

【図２】本実施形態に係る地震時の免震支持体の断面図
である。

【図３】本実施形態に係る下側支持板を従来の下側支持
板と比較して示す断面図である。

【図４】本実施形態に係る免震支持体の配置例を示す建
築物の平面図である。

【図５】従来例に係る免震支持体の断面図である。

【図６】従来例に係る免震支持体の配置例を示す建築物
の平面図である。

【符号の説明】

２ 基礎 ４ 建築物（構造物の一例） ６ 免震支持体 ８ 下側支持板 ８ａ 斜面 １０ 上側支持板 １０ａ 上側支持板の下面 １２ ボール １６ 周壁

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【手続補正書】

【提出日】平成９年２月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】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。さらに、該上面における斜面８ａよりも外側部分
は、水平面に沿った円環状の平面部８ｂが形成されてお
り、この平面部８ｂにアンカボルト１４を通して下側支
持板８を基礎２に固定する。また、平面部８ｂの外周縁
には、ボール１２の下側支持板８からの脱落を防止する
周壁１６が形成されている。この周壁１６は、平面部８
ｂよりも高くなるように立設される。ボール１２は、通
常、図１に示すように下側支持板８の最も低い中心部に
あり、ボール１２の中心、上側支持板１０の中心および
下側支持板８の中心は一致している。

Claims (3)

【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免震支持体を備えた構
   造物の免震構造において、 前記免震支持体は、前記基礎に固定した下側支持板と、
   該下側支持板に対向して前記構造物に固定された上側支
   持板と、該上側支持板と前記下側支持板との間に配設さ
   れると共に基礎と構造物とが水平方向に相対的に変位し
   たときに上側支持板および下側支持板それぞれに対して
   転動するボールとを有することを特徴とする構造物の免
   震構造。
2. 【請求項２】 前記下側支持板の上面または前記上側支
   持板の下面を略摺鉢状の斜面で形成したことを特徴とす
   る請求項１記載の構造物の免震構造。
3. 【請求項３】 前記下側支持板の外周縁および前記上側
   支持板の外周縁のうちの少なくとも一方に、前記ボール
   の下側支持板または上側支持板からの脱落を防止する周
   壁を形成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。