JPH11293954A - 住宅用免震装置 - Google Patents
住宅用免震装置Info
- Publication number
- JPH11293954A JPH11293954A JP10506498A JP10506498A JPH11293954A JP H11293954 A JPH11293954 A JP H11293954A JP 10506498 A JP10506498 A JP 10506498A JP 10506498 A JP10506498 A JP 10506498A JP H11293954 A JPH11293954 A JP H11293954A
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- Japan
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- seismic isolation
- isolation device
- spring
- vertical load
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高く、かつ、安定した荷重支持能力を確保で
きるだけでなく、高い免震性能及び制振性能と風等の微
小な力での揺れ防止機能とを両立させることができるよ
うにする。 【解決手段】 垂直荷重が作用する住宅用構成部材１と
その垂直荷重を支持する基礎側部材２との間に、住宅用
構成部材１を基礎側部材２に対して水平面内の二次元方
向に転がり移動可能に支持する二組のレール型転がり支
承装置３，４を配置し、これらレール型転がり支承装置
３，４の可動体３ａ，４ａとそれらの支持部材３ｄ，４
ｄとの間に、水平方向の小変位に対しては固く、かつ、
大変位に対しては柔らかい非線形復元力特性を持つ座屈
ばね５，６と可動体３ａ，４ａを転がり移動範囲の中立
位置に移動付勢する支持ばね７，８とを介在させてい
る。
きるだけでなく、高い免震性能及び制振性能と風等の微
小な力での揺れ防止機能とを両立させることができるよ
うにする。 【解決手段】 垂直荷重が作用する住宅用構成部材１と
その垂直荷重を支持する基礎側部材２との間に、住宅用
構成部材１を基礎側部材２に対して水平面内の二次元方
向に転がり移動可能に支持する二組のレール型転がり支
承装置３，４を配置し、これらレール型転がり支承装置
３，４の可動体３ａ，４ａとそれらの支持部材３ｄ，４
ｄとの間に、水平方向の小変位に対しては固く、かつ、
大変位に対しては柔らかい非線形復元力特性を持つ座屈
ばね５，６と可動体３ａ，４ａを転がり移動範囲の中立
位置に移動付勢する支持ばね７，８とを介在させてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として木造建物
や鉄骨造り、あるいはプレハブ式建築物などのような軽
量構造物からなる戸建て住宅に適用される住宅用免震装
置で、詳しくは、柱など垂直荷重が作用する住宅用構成
部材と基礎側部材との間に介装させて住宅用構成部材に
作用する垂直荷重を支持するとともに、地震時には基礎
側部材の変位が上記住宅用構成部材に伝達されることを
低減するように構成されている住宅用免震装置に関する
ものである。
や鉄骨造り、あるいはプレハブ式建築物などのような軽
量構造物からなる戸建て住宅に適用される住宅用免震装
置で、詳しくは、柱など垂直荷重が作用する住宅用構成
部材と基礎側部材との間に介装させて住宅用構成部材に
作用する垂直荷重を支持するとともに、地震時には基礎
側部材の変位が上記住宅用構成部材に伝達されることを
低減するように構成されている住宅用免震装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の住宅用免震装置として、従来で
は、図５の概念図で示すように、垂直荷重が作用する柱
などの住宅用構成部材２０を水平一軸式の転がり支承装
置２１を介して基礎側部材２２に支持させるとともに、
住宅用構成部材２０と基礎側部材２２との間に空圧ダン
パー、油圧ダンパー、弾塑性ダンパー、高減衰ゴムなど
の減衰要素２３及びコイルスプリングなどの中立保持用
ばね要素２４を介在させてなるものが知られている。
は、図５の概念図で示すように、垂直荷重が作用する柱
などの住宅用構成部材２０を水平一軸式の転がり支承装
置２１を介して基礎側部材２２に支持させるとともに、
住宅用構成部材２０と基礎側部材２２との間に空圧ダン
パー、油圧ダンパー、弾塑性ダンパー、高減衰ゴムなど
の減衰要素２３及びコイルスプリングなどの中立保持用
ばね要素２４を介在させてなるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の住宅用免震装置は、転がり支承装置２１の使用により
高く、かつ、安定した荷重支持能力を発揮させることが
可能であるものの、減衰要素２３と中立保持用ばね要素
２４との設定が技術的に非常に難しい。即ち、地震動の
ような大きな変位が基礎側部材２２に作用したときの免
震性能を高めるために、減衰要素２３の減衰係数を大き
く設定すると、それに比例してばね要素２４のばね定数
も大きくする必要があるために、復元特性が悪くて制振
性能が低下し、また、減衰要素２３の減衰係数を小さく
すると、風などによる小さな力が加わっただけでも敏感
に応答しやすくなり、軽量構造物からなる住宅の揺れを
常態で止めにくいという問題があった。
の住宅用免震装置は、転がり支承装置２１の使用により
高く、かつ、安定した荷重支持能力を発揮させることが
可能であるものの、減衰要素２３と中立保持用ばね要素
２４との設定が技術的に非常に難しい。即ち、地震動の
ような大きな変位が基礎側部材２２に作用したときの免
震性能を高めるために、減衰要素２３の減衰係数を大き
く設定すると、それに比例してばね要素２４のばね定数
も大きくする必要があるために、復元特性が悪くて制振
性能が低下し、また、減衰要素２３の減衰係数を小さく
すると、風などによる小さな力が加わっただけでも敏感
に応答しやすくなり、軽量構造物からなる住宅の揺れを
常態で止めにくいという問題があった。
【０００４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、高く、かつ、安定した荷重支持能力を確保できるだ
けでなく、高い免震性能及び制振性能と風等の微小な力
での揺れ防止機能とを両立させることができる住宅用免
震装置を提供することを目的としている。
で、高く、かつ、安定した荷重支持能力を確保できるだ
けでなく、高い免震性能及び制振性能と風等の微小な力
での揺れ防止機能とを両立させることができる住宅用免
震装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る住宅用免震装置は、垂直荷重が作用す
る住宅用構成部材と垂直荷重を支持する基礎側部材との
間に、上記住宅用構成部材を上記基礎側部材に対して水
平面内で互いに直交する二次元方向に転がり移動可能に
支持する二組のレール型転がり支承装置を配置している
と共に、各レール型転がり支承装置における可動体とそ
れらの支持部材との間にそれぞれ、水平方向の小変位に
対しては固く、かつ、大変位に対しては柔らかい非線形
復元力特性を持つ座屈ばねと上記可動体をそれらの転が
り移動範囲の中立位置に移動付勢する支持ばねとを介在
させていることを特徴とするものである。
に、本発明に係る住宅用免震装置は、垂直荷重が作用す
る住宅用構成部材と垂直荷重を支持する基礎側部材との
間に、上記住宅用構成部材を上記基礎側部材に対して水
平面内で互いに直交する二次元方向に転がり移動可能に
支持する二組のレール型転がり支承装置を配置している
と共に、各レール型転がり支承装置における可動体とそ
れらの支持部材との間にそれぞれ、水平方向の小変位に
対しては固く、かつ、大変位に対しては柔らかい非線形
復元力特性を持つ座屈ばねと上記可動体をそれらの転が
り移動範囲の中立位置に移動付勢する支持ばねとを介在
させていることを特徴とするものである。
【０００６】上記構成の本発明によれば、垂直荷重が作
用する住宅用構成部材を基礎側部材に二組のレール型転
がり支承装置を使用して支持させることで、住宅用構成
部材に対して安定性の高い荷重支持能力を確保しなが
ら、住宅に全水平方向の自由度を付与することが可能で
ある。また、基礎側部材の水平変位に対する復元要素と
して座屈ばねを使用することによって、その座屈力が負
の力として働き減衰要素として用いられる支持ばねの復
元力を相殺させてゼロまたはゼロに近い状態の正味復元
力を発生させることが可能となる。このような座屈ばね
の図４に示すような非線形復元特性を利用することによ
り、地震動のような大きな基礎側部材の変位に対しては
座屈ばねが柔軟に変形して上部の住宅用構成部材への変
位伝達を低減し、高い免震性能及び制振性能を発揮しつ
つ、常態で住宅用構成部材に作用することの多い風どの
微小な力に対しては座屈ばねが固くて上部の住宅用構成
部材の変位を抑え、住宅の揺れを防止することが可能で
ある。
用する住宅用構成部材を基礎側部材に二組のレール型転
がり支承装置を使用して支持させることで、住宅用構成
部材に対して安定性の高い荷重支持能力を確保しなが
ら、住宅に全水平方向の自由度を付与することが可能で
ある。また、基礎側部材の水平変位に対する復元要素と
して座屈ばねを使用することによって、その座屈力が負
の力として働き減衰要素として用いられる支持ばねの復
元力を相殺させてゼロまたはゼロに近い状態の正味復元
力を発生させることが可能となる。このような座屈ばね
の図４に示すような非線形復元特性を利用することによ
り、地震動のような大きな基礎側部材の変位に対しては
座屈ばねが柔軟に変形して上部の住宅用構成部材への変
位伝達を低減し、高い免震性能及び制振性能を発揮しつ
つ、常態で住宅用構成部材に作用することの多い風どの
微小な力に対しては座屈ばねが固くて上部の住宅用構成
部材の変位を抑え、住宅の揺れを防止することが可能で
ある。
【０００７】上記構成の住宅用免震装置における座屈ば
ねとしては、請求項２に記載のように、板ばね、粘弾性
体、高減衰ゴム、積層ゴムに中から適宜一つを選択して
使用すればよい。特に、粘弾性体からなる座屈ばねを用
いる場合は、それの有する履歴特性及び速度依存型の減
衰特性によって変位エネルギーを有効に吸収させて免震
性能の一層の向上を図ることができる。
ねとしては、請求項２に記載のように、板ばね、粘弾性
体、高減衰ゴム、積層ゴムに中から適宜一つを選択して
使用すればよい。特に、粘弾性体からなる座屈ばねを用
いる場合は、それの有する履歴特性及び速度依存型の減
衰特性によって変位エネルギーを有効に吸収させて免震
性能の一層の向上を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明に係る住宅用免震
装置を適用した住宅建物の要部の側面図、図２はその平
面図であり、該免震装置Ａは、木造建物や鉄骨造り、あ
るいはプレハブ式建築物など戸建て住宅における柱など
垂直荷重が作用する上部構成部材１と、この上部構成部
材１の下部に設けられた土台基礎等の基礎側部材２との
間に介在されて、通常は上部構成部材１に作用する垂直
荷重を支持しその荷重を基礎側部材２に伝達し、地震な
どにより基礎側部材２に水平変位力が作用した時は両者
１，２の相対変位を許容して上部構成部材１の水平変位
を低減するものである。
にもとづいて説明する。図１は本発明に係る住宅用免震
装置を適用した住宅建物の要部の側面図、図２はその平
面図であり、該免震装置Ａは、木造建物や鉄骨造り、あ
るいはプレハブ式建築物など戸建て住宅における柱など
垂直荷重が作用する上部構成部材１と、この上部構成部
材１の下部に設けられた土台基礎等の基礎側部材２との
間に介在されて、通常は上部構成部材１に作用する垂直
荷重を支持しその荷重を基礎側部材２に伝達し、地震な
どにより基礎側部材２に水平変位力が作用した時は両者
１，２の相対変位を許容して上部構成部材１の水平変位
を低減するものである。
【０００９】上記免震装置Ａは、上部構成部材１と基礎
側部材２との間に配置されて、上部構成部材１を基礎側
部材２に対して水平面内の互いに直交する二次元方向に
転がり移動可能に支持する二組のレール型転がり支承装
置３，４と、これら二組のレール型転がり支承装置３，
４それぞれに組み込まれて復元力を発揮する座屈ばね
５，６と、これら座屈ばね５，６に直交する状態で二組
のレール型転がり支承装置３，４それぞれに組み込まれ
て上部構成部材１と基礎側部材２を転がり移動範囲の中
立位置に移動付勢する支持ばね７，８とから構成されて
いる。
側部材２との間に配置されて、上部構成部材１を基礎側
部材２に対して水平面内の互いに直交する二次元方向に
転がり移動可能に支持する二組のレール型転がり支承装
置３，４と、これら二組のレール型転がり支承装置３，
４それぞれに組み込まれて復元力を発揮する座屈ばね
５，６と、これら座屈ばね５，６に直交する状態で二組
のレール型転がり支承装置３，４それぞれに組み込まれ
て上部構成部材１と基礎側部材２を転がり移動範囲の中
立位置に移動付勢する支持ばね７，８とから構成されて
いる。
【００１０】上記二組のレール型転がり支承装置３，４
は、上記上部構成部材１の下面及び基礎側部材２の上面
に固定された可動体３ａ，４ａと、この可動体３ａ，４
ａをレール３ｂ，４ｂ及びコロなどの転輪３ｃ，４ｃを
介して所定の水平方向（矢印ｘ，ｙ）に転がり移動可能
に支持する矩形枠状の支持部材３ｄ，４ｄとから構成さ
れている。
は、上記上部構成部材１の下面及び基礎側部材２の上面
に固定された可動体３ａ，４ａと、この可動体３ａ，４
ａをレール３ｂ，４ｂ及びコロなどの転輪３ｃ，４ｃを
介して所定の水平方向（矢印ｘ，ｙ）に転がり移動可能
に支持する矩形枠状の支持部材３ｄ，４ｄとから構成さ
れている。
【００１１】上記構成の各レール型転がり支承装置３，
４における可動体３ａ，４ａと支持部材３ｄ，４ｄとの
間で、可動体３ａ，４ａの転がり移動方向（ｘ，ｙ）に
対して直交する方向の対向面間にはそれぞれ、図３に明
示するように、上記の座屈ばね５，６が介在されている
とともに、上記の転がり移動方向（ｘ，ｙ）で相対向す
る可動体３ａ，４ａと支持部材３ｄ，４ｄとの間にはそ
れぞれ、可動体３ａ，４ａを転がり移動範囲の中立位置
に移動付勢して減衰機能を発揮するコイルスプリングな
どの支持ばね７，８が介在されている。
４における可動体３ａ，４ａと支持部材３ｄ，４ｄとの
間で、可動体３ａ，４ａの転がり移動方向（ｘ，ｙ）に
対して直交する方向の対向面間にはそれぞれ、図３に明
示するように、上記の座屈ばね５，６が介在されている
とともに、上記の転がり移動方向（ｘ，ｙ）で相対向す
る可動体３ａ，４ａと支持部材３ｄ，４ｄとの間にはそ
れぞれ、可動体３ａ，４ａを転がり移動範囲の中立位置
に移動付勢して減衰機能を発揮するコイルスプリングな
どの支持ばね７，８が介在されている。
【００１２】ここで、上記座屈ばね５，６は、板ばね、
粘弾性体、高減衰ゴム、積層ゴムなどの中から選択され
た一つの材料から構成されたものであり、この座屈ばね
５，６は、その座屈力が上記支持ばね７，８の復元力を
相殺する負の力として働き支持ばね７，８による正味復
元力をゼロまたはゼロに近づけて図４に示すように、水
平方向の小変位に対しては固く、大変位に対しては柔ら
かい非線型復元特性を発揮するものである。
粘弾性体、高減衰ゴム、積層ゴムなどの中から選択され
た一つの材料から構成されたものであり、この座屈ばね
５，６は、その座屈力が上記支持ばね７，８の復元力を
相殺する負の力として働き支持ばね７，８による正味復
元力をゼロまたはゼロに近づけて図４に示すように、水
平方向の小変位に対しては固く、大変位に対しては柔ら
かい非線型復元特性を発揮するものである。
【００１３】上記のように構成された住宅用免震装置に
おいては、垂直荷重が作用する住宅用上部構成部材１を
二組のレール型転がり支承装置３，４を使用して基礎側
部材２に支持させることにより、安定性の高い荷重支持
能力を確保しながら、住宅に全水平方向の自由度を付与
することが可能である。また、基礎側部材２の水平変位
に対する復元要素として座屈ばね５，６を使用すること
で、その座屈力を変位に対する復元力に用いて非線型復
元特性を発揮させることが可能となり、このように座屈
ばね５，６の非線形復元特性を利用することにより、地
震動のような大きな基礎側部材２の変位に対しては座屈
ばね５，６が柔軟に変形して上部構成部材１への変位伝
達を低減し、高い免震性能及び制振性能を発揮させ、か
つ、常態において上部構成部材１に作用することの多い
風どの微小な力に対しては座屈ばね５，６が固くて上部
構成部材１の変位を抑え、住宅の揺れを防止することが
可能である。
おいては、垂直荷重が作用する住宅用上部構成部材１を
二組のレール型転がり支承装置３，４を使用して基礎側
部材２に支持させることにより、安定性の高い荷重支持
能力を確保しながら、住宅に全水平方向の自由度を付与
することが可能である。また、基礎側部材２の水平変位
に対する復元要素として座屈ばね５，６を使用すること
で、その座屈力を変位に対する復元力に用いて非線型復
元特性を発揮させることが可能となり、このように座屈
ばね５，６の非線形復元特性を利用することにより、地
震動のような大きな基礎側部材２の変位に対しては座屈
ばね５，６が柔軟に変形して上部構成部材１への変位伝
達を低減し、高い免震性能及び制振性能を発揮させ、か
つ、常態において上部構成部材１に作用することの多い
風どの微小な力に対しては座屈ばね５，６が固くて上部
構成部材１の変位を抑え、住宅の揺れを防止することが
可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、二組の
レール型転がり支承装置と、復元要素としての非線型復
元特性を持つ座屈ばねと、減衰要素としての支持ばねと
を組み合わせて構成することによって、高く、かつ、安
定性のよい荷重支持能力を確保できるだけでなく、地震
動のような大きな変位に対しては高い免震性能及び制振
性能を発揮しつつ、風どの微小な力が作用している常態
では上部の住宅用構成部材が無用に変位することによる
住宅の揺れを確実に防止することができ、戸建て住宅な
どの軽量構造物からなる住宅に対して非常に優れた免震
効果を発揮させることができるという効果を奏する。
レール型転がり支承装置と、復元要素としての非線型復
元特性を持つ座屈ばねと、減衰要素としての支持ばねと
を組み合わせて構成することによって、高く、かつ、安
定性のよい荷重支持能力を確保できるだけでなく、地震
動のような大きな変位に対しては高い免震性能及び制振
性能を発揮しつつ、風どの微小な力が作用している常態
では上部の住宅用構成部材が無用に変位することによる
住宅の揺れを確実に防止することができ、戸建て住宅な
どの軽量構造物からなる住宅に対して非常に優れた免震
効果を発揮させることができるという効果を奏する。
【図１】本発明に係る住宅用免震装置を適用した住宅建
物の要部の側面図である。
物の要部の側面図である。
【図２】同上住宅用免震装置の平面図である。
【図３】同上住宅用免震装置の要部の斜視図である。
【図４】同上住宅用免震装置に使用した座屈ばねの非線
型復元特性図である。
型復元特性図である。
【図５】従来の住宅用免震装置の概念図である。
１ 住宅用上部構成部材 ２ 基礎側部材 ３，４ レール型転がり支承装置 ３ａ，４ａ 可動体 ３ｄ，４ｄ 支持部材 ５，６ 座屈ばね ７，８ 支持ばね
Claims (2)
- 【請求項１】 垂直荷重が作用する住宅用構成部材と垂
直荷重を支持する基礎側部材との間に、上記住宅用構成
部材を上記基礎側部材に対して水平面内で互いに直交す
る二次元方向に転がり移動可能に支持する二組のレール
型転がり支承装置を配置していると共に、 各レール型転がり支承装置における可動体とそれらの支
持部材との間にそれぞれ、水平方向の小変位に対しては
固く、かつ、大変位に対しては柔らかい非線形復元力特
性を持つ座屈ばねと上記可動体をそれらの転がり移動範
囲の中立位置に移動付勢する支持ばねとを介在させてい
ることを特徴とする住宅用免震装置。 - 【請求項２】 上記座屈ばねが、板ばね、粘弾性体、高
減衰ゴム、積層ゴムの中から選択された一つである請求
項１に記載の住宅用免震装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10506498A JPH11293954A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 住宅用免震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10506498A JPH11293954A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 住宅用免震装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293954A true JPH11293954A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14397540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10506498A Withdrawn JPH11293954A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 住宅用免震装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11293954A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005319197A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Aiho Corp | 加熱装置 |
| KR100850434B1 (ko) | 2007-01-17 | 2008-08-05 | (주)원에스티 | 건축 구조물의 면진 장치 |
| CN105370792A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-02 | 黄斌 | 一种建筑设备隔震装置 |
| JP2016098846A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | 制動装置と免震装置 |
| JP2016125607A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | 制動装置と免震装置 |
| CN108457397A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-08-28 | 沈阳建筑大学 | 一种位移相关的变刚度装置 |
| CN108533670A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-09-14 | 施强 | 一种具有高效减震功能的建筑设备 |
| JP2019158141A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 公立大学法人北九州市立大学 | 除振装置 |
-
1998
- 1998-04-15 JP JP10506498A patent/JPH11293954A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005319197A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Aiho Corp | 加熱装置 |
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| CN108533670A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-09-14 | 施强 | 一种具有高效减震功能的建筑设备 |
| CN108457397A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-08-28 | 沈阳建筑大学 | 一种位移相关的变刚度装置 |
| CN108457397B (zh) * | 2018-05-29 | 2023-11-28 | 沈阳建筑大学 | 一种位移相关的变刚度装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |