JPH11303918A - 免衝制衝装置および構造物の免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、鉛直方向の衝撃力による構
造物の衝撃破壊を防止可能な免衝制衝装置を提供するこ
と。 【解決手段】 建物本体３３と上部基礎３２とを有する
構造物３０と、前記地盤２０に設けられた下部基礎２５
との間に設けられる樹脂２と、前記樹脂２に埋設され、
かつ前記構造物３０の自重を受けるように配置されてい
るコイルバネ３とを備えた免衝制衝装置１を構造物３０
と下部基礎２５との間に配設して地盤から構造物３０に
作用する鉛直方向の衝撃力を緩和させる構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物に作用する
地震初期の衝撃力、特に鉛直方向の衝撃力を緩和して構
造物の衝撃破壊を防止する免衝制衝装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、構造物は地盤の上に立てられる
ため、地震時に衝撃力が発生すると、構造物はこの衝撃
力の影響を受けて大きく揺れ、場合によっては構造物自
体が破壊されてしまう恐れがある。

【０００３】このような地震初期時に発生する衝撃力に
よる構造物の衝撃破壊を防止するためには、以下の２点
が重要となっている。 構造物に作用する衝撃力の速度の変化量（時間）を遅
延させること。 衝撃力を受ける構造物を支持する部位の剛性をある程
度低減させること。 このような点を酌量し、衝撃力が構造物に与える影響を
小さくするために、一般に用いられている装置である免
震装置として、図３に示すような積層ゴム５０が知られ
ている。

【０００４】かかる積層ゴム５０は、鋼板５１とゴムシ
ート５２とがサンドイッチ状に交互に積み重ねられ、そ
の両端部に鋼製のフランジ５３が設けられた構成を有
し、積層ゴム５０を構造物と地盤との間に設けることに
より、構造物を支持するものである。また、この積層ゴ
ム５０の中央部には円柱状のなまり５４が挿入されてい
る。このなまり５４は積層ゴム５０の変形に伴い、なま
り５４が塑性変形を繰り返すことによって衝撃力を吸収
するものである。

【０００５】上記積層ゴム５０は、鋼板５１とゴムシー
ト５２とを交互に積み重ねられているので、ゴムシート
５２の鉛直方向への体積変化は拘束されるが、水平方向
のゴムシート５２の変形は拘束されないようになってい
る。従って、鉛直剛性は大きく、水平剛性は小さく（例
えば、鉛直剛性の１／１０００程度）なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の積層ゴム５０にあっては、鉛直方向が高剛性
であるため、鉛直方向の衝撃力に対しては、免震効果が
得られないという問題があった。

【０００７】本発明は上記事情を鑑みたもので、その目
的は、鉛直方向の衝撃力による構造物の衝撃破壊を防止
可能な免衝制衝装置および構造物の免震構造を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべ
く、請求項１記載の発明は、地盤から構造物に作用する
衝撃力を緩和させる免衝制衝装置であって、前記構造物
と前記地盤との間に設けられる樹脂と、前記樹脂に埋設
され、かつ前記構造物の自重を受けるように配置されて
いるコイルバネとを備えたことを特徴としている。

【０００９】請求項１記載の発明によれば、前記構造物
と前記地盤の間に、前記樹脂と、この樹脂に埋設され、
かつ前記構造物の自重を受けて支持するコイルバネとが
設けられているので、下方（鉛直方向の）から衝撃力が
あった場合、前記構造物の自重を受けるように配置され
ているコイルバネの変形および前記樹脂により該衝撃力
は緩和されて構造物に伝達される。また、前記コイルバ
ネは水平方向の衝撃に対しても変形することにより前記
樹脂とともに支持する前記構造物への水平方向の衝撃力
を緩和することができる。したがって、構造物に伝達さ
れる水平方向および鉛直方向のどちらの衝撃力も緩和す
ることができるので、構造物の免震性の向上を図ること
ができる。

【００１０】具体的には、樹脂は、鉛直方向の衝撃力を
吸収できるものであるならば、どの様に成形されていて
も良く、例えば、円柱状、また角柱状などに成形されて
いても良い。また、この樹脂は、一方向からの衝撃を吸
収できるものであるならば、どの様な組成の樹脂を用い
てもよく、例えば、エチレンとシクロペンタジエンから
合成されたノルボルネンを開環重合したものであり、ト
ランス含量が７０〜８０パーセントで主鎖に二重結合を
もっているノルボルネンポリマーや、スチレン・ブタジ
エン系ゴムを主成分とした連続気泡構造を有する難燃性
の発泡材である制震発泡材等が挙げられる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の免
衝制衝装置を用いて下端部が地盤下に配設された構造物
に作用する衝撃を緩和する構造物の免震構造であって、
前記免衝制衝装置が、地盤と前記構造物の側面部および
地盤と前記構造物の底面部の間にそれぞれ設けられてい
ることを特徴としている。

【００１２】請求項２記載の発明によれば、前記構造物
に作用する衝撃力を緩和する前記免衝制衝装置が、前記
構造物の側面部と地盤との間、および前記構造物の底面
部と地盤との間にそれぞれ設けられているので、地盤か
ら前記側面部および前記底面部にそれぞれ作用する衝撃
力、つまり、前記構造物に作用する三次元の衝撃力を緩
和することができる。したがって、構造物の免震性の向
上を図ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１および図２を参照して
本発明に係る免衝制衝装置およびこれを用いた構造物の
免震構造の実施の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る免衝制衝装置の実施
の形態を示す図である。図２は、図１に示す免衝制衝装
置を適用した構造物を示す構造部下部付近の縦断図であ
る。なお、免衝制衝装置は、振動体と該免衝制衝装置が
支持する構造物との間に介設させ、構造物への振動を吸
収して緩和する役目をおこなうものである。まず、構成
を説明する。

【００１５】図１に示すように、免衝制衝装置１は、樹
脂からなる柱状体（以下、樹脂製柱状体という。）２
と、この樹脂製柱状体２の内部に埋設されたコイルバネ
３と、これら樹脂製柱状体２の両端面に、該樹脂製柱状
体２およびコイルバネ３を挟んで対向してそれぞれ取り
付けられた上下フランジ４，４とを有する。これら上下
フランジ４，４をそれぞれ地盤と支持する構造物３０と
の間に取り付けることによって、構造物３０は、免衝制
衝装置１により支持された状態となる。

【００１６】前記樹脂製柱状体２は、円柱状であり、鉛
直方向および水平方向の衝撃を吸収できる性質のもので
ある。この樹脂製柱状体２を構成する樹脂は、どのよう
な樹脂を用いても良い。この実施の形態では、ノルボル
ネンポリマーを用いている。なお、このノルボルネンポ
リマーの一般的性状は、ガラス転移温度が＋３５°Ｃで
あり、室温では樹脂状の白色粉体である。また、分子量
が３００万以上と非常に大きく、さらに粒子が多孔質状
であることから、樹脂板状であれば形状記憶性を有し、
また、低硬度のゴム状であれば、高強度の製品ができ
る、自由に反発弾性を制御することができる、衝撃
吸収が高く遮音性に優れる、摩擦係数が高いなどとい
った特徴を有するものである。このようなノルボルネン
ポリマーは、その分子構造から配合処方の工夫により防
音、防振材として優れた特性を示すものである。

【００１７】前記コイルバネ３は鋼製のコイルバネであ
り、構造物３０と地盤２０との間に設けた場合、構造物
３０の自重を受けて、該構造物３０を支持できる程度の
剛性を有しているものである。このコイルバネ３の上下
端部３ａ，３ｂは上下フランジ４，４にそれぞれ当接し
て接合されており、上下方向（鉛直方向）に伸縮するよ
うに樹脂製柱状体２に埋設されているものである。つま
り、コイルバネ３は、上下フランジ４，４から荷重がか
かった場合に樹脂製柱状体２内で縮むように配置されて
いる。

【００１８】次に、このように構成された免衝制衝装置
１を用いた構造物の免震構造について説明する。

【００１９】図２に示すように、地盤２０に設けられた
杭２１と、杭２１の上部に設けられた基礎スラブ２２と
を有する下部基礎２５と、この下部基礎２５の上方に設
けられた上部基礎３２との間に免衝制衝装置１が配設さ
れている。上部基礎３２の上部には建物本体３３が設け
られており、この上部基礎３２と建物本体３３とで、免
衝制衝装置１が支持する構造物３０となっている。

【００２０】前記下部基礎２５を構成する基礎スラブ２
２は、底板部２３と、該底板部２３に立設された側壁部
２４とを有し、これら側壁部２４と底板部２３とで前記
上部基礎３２を囲んだ状態となっている。そして、これ
ら基礎スラブ２２の側壁部２４と上部基礎３２の側面部
３２ａの間と、基礎スラブ２２の底板部２３と上部基礎
３２の底面部３２ｂとの間とに、それぞれ免衝制衝装置
１，…が配設されている。基礎スラブ２２を有する下部
基礎２５は、免衝制衝装置１と、該免衝制衝装置１が支
持する上部基礎３２および建物本体３３とからなる構造
物３０の荷重を受けた状態となっている。なお、上部基
礎３２の底面部３２ｂと基礎スラブ２２の底板部２３と
の間に配設されている免衝制衝装置１のコイルバネ３
は、構造物３０の自重を支えた状態となっている。

【００２１】このよう構造物３０が構築された地盤２０
に地震が発生すると、地震による衝撃力は地盤２０に設
けられた下部基礎２５に伝わり、免衝制衝装置１を介し
て、構造物３０の上部基礎３２に伝達され、建物本体３
３に伝わる。このとき、地盤で発生し、下部基礎２５か
ら免衝制衝装置１に伝わる衝撃力、つまり、上部に設け
られている構造物３０への水平方向および鉛直方向の衝
撃力は、免衝制衝装置１の柱状体２とコイルバネ３の変
形とによって、水平方向の衝撃力は勿論のこと、鉛直方
向の衝撃力も該免衝制衝装置１のコイルバネ３の伸縮に
よって吸収されることになり、この免衝制衝装置１を介
して、該免衝制衝装置１が支持する構造物３０に伝達さ
れる衝撃力は緩和された状態で、該構造物３０に到達す
ることになる。したがって、構造物３０への衝撃力は緩
和され、該構造物３０の免震性の向上を図ることができ
る。なお、図示を略したが、上部基礎３２は、底面部３
２ｂおよび四方の側面部３２ａで、免衝制衝装置１を介
して下部基礎２５に設けられた状態となっているので、
上部基礎３２にかかる三次元の衝撃力を緩和して、上部
基礎３２と、その上部に設けられた建物本体３３に伝達
させることができ、衝撃力による上部基礎３２および建
物本体３３の破壊を防止することができる。

【００２２】上記実施の形態における免衝制衝装置１
は、上部基礎３２の側面部３２ａ側壁部２４との間およ
び底面部３２ｂと底板部２３との間のそれぞれに設けら
れたものとしたが、これに限らず、底面部３２ｂと底板
部２３との間にのみに設けられる構造としてもよい。そ
の他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能で
あることは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る免衝制衝装置によれば、前記構造物と前記地盤の間
に、前記樹脂と、この樹脂に埋設され、かつ前記構造物
の自重を受けて支持するコイルバネとが設けられている
ので、下方から（鉛直方向）の衝撃力および水平方向か
らの衝撃力があった場合、前記構造物の自重を受けるよ
うに配置されているコイルバネの変形および前記樹脂に
より該衝撃力を緩和して構造物に伝達することができ、
前記構造物の免震性の向上を図ることができる。

【００２４】請求項２記載の発明に係る構造物の免震構
造によれば、前記構造物に作用する衝撃力を緩和する前
記免衝制衝装置が、前記構造物の側面部と地盤との間、
および前記構造物の底面部と地盤との間にそれぞれ設け
られているので、地盤から前期側面部および前記底面部
にそれぞれ作用する衝撃力、つまり、前記構造物に作用
する水平方向の衝撃力と鉛直方向の衝撃力といった三次
元の衝撃力を緩和することができ、構造物の免震性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一例としての免衝制衝装置の
概略構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態の免衝制衝装置を適用した
構造物を示す図である。

【図３】従来の積層ゴムの部分縦断面図である。

【符号の説明】

１ 免衝制衝装置 ２ 樹脂製柱状体 ３ コイルバネ ４ 上下フランジ ２０ 地盤 ２１ 杭 ２２ 基礎スラブ ２３ 底板部 ２４ 側壁部 ２５ 下部基礎 ３０ 構造物 ３２ａ 側面部 ３２ｂ 底面部 ３２ 上部基礎 ３３ 建物本体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤から構造物に作用する衝撃力を緩和
   させる免衝制衝装置であって、 前記構造物と前記地盤との間に設けられる樹脂と、 前記樹脂に埋設され、かつ前記構造物の自重を受けるよ
   うに配置されているコイルバネと、 を備えたこと、 を特徴とする免衝制衝装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の免衝制衝装置を用いて下
   端部が地盤下に配設された構造物に作用する衝撃を緩和
   する構造物の免震構造であって、 前記免衝制衝装置が、地盤と前記構造物の側面部および
   地盤と前記構造物の底面部の間にそれぞれ設けられてい
   ること、 を特徴とする構造物の免震構造。