JPH1163103A

JPH1163103A - 免震装置

Info

Publication number: JPH1163103A
Application number: JP24603897A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Fukuda; 豊福田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】積層ゴム支承の構造を簡素化して製造コストを
低減し、従来の積層ゴム支承と同様の免震効果を持ちな
がら、製造むらのない品質の安定した免震装置を安価に
提供する。【解決手段】天然ゴムあるいは高減衰ゴムで形成するゴ
ムブロック１の外周に沿ってゴムブロック１と略同径の
積層リング２あるいはコイル４を巻着し、ゴムブロック
１の上下端に建物と基礎を接続する鉄製のフランジ３を
取り付ける。そして必要に応じて、ゴムブロック１内に
複数の積層リング２あるいはコイル４を同心円状あるい
はハニカム状に配列して埋設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物や工作物の
基礎と最下階の柱の間などにゴム材を設置して建築物の
地震応答を低減する免震装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般建築の設計では、
柱、梁、壁などの構造体の耐力と変形能力を向上させる
ことによって、大規模な地震に対する建築物の安全性を
確保するように計画している。これに対し免震建築設計
の基本的な考え方は、免震装置により建築物の固有周期
を長くし、上部建築物に作用する地震力を低減させると
共に、振動エネルギーを吸収して建築物を保護する。こ
のため上部建築物の設計は、上部建築物に作用する地震
力が小さく、各階間の相対変形も小さくなるため、各部
材の耐力や変形能力を向上させるよりも、上部建築物が
免震装置に対して剛体として挙動するのに十分な剛性を
確保することに主眼をおいたものとなる。また、地震時
の揺れ方はゆっくりとした並進運動で、各階間の相対変
形も小さくなるため、カーテンウォール、間仕切壁、設
備配管などの二次部材の取り付け部分も簡素化できる。

【０００３】この免震装置として、最も多く用いられて
いる積層ゴム支承が知られている。図１０に、この積層
ゴム支承の構造図を示す。積層ゴム支承は、薄いゴム板
Ａと鋼板Ｂを交互に重ね合わせた積層体に上下のフラン
ジＣを取り付けたもので、図１１に示すように、建築物
などの上部構造Ｄを基礎Ｅから浮かすように支持する緩
衝材として使用される。

【０００４】この積層ゴム支承は、鉛直方向には建築物
や工作物の大きな重量を支えるだけの剛性と耐力を持
ち、これにより上部構造を上下に動かさないで安定よく
支持する。一方、水平方向には柔らかく、大きな変形性
能を持ち、これにより上部構造を水平方向に振動可能と
する。この積層ゴム支承の変形特性により、建築物や工
作物の固有振動周期を破壊の原因となる地震動の横波の
最大振幅成分のものより長くし、地震発生時に基礎側が
地震によって振動したとき、地盤に対して地震動の周期
よりも長周期で水平方向に低速で揺動する並進運動を行
わせ、構造物側への地震の入力加速度を小さくして建築
物や工作物が受ける地震力を低減させている。このため
建築物に必要な耐震強度を、地盤に直接建築物を固定す
る従来の剛体構造基礎の場合に比べて著しく小さくする
ことができる。

【０００５】ところで、この積層ゴム支承は、かりに鋼
板Ｂを用いないでゴム板Ａだけで形成すると、鉛直方向
の剛性が小さく、据付時に大重量の構造物を載荷したと
きに、図１２に示すように、大きな鉛直荷重Ｐによって
ゴム板Ａが圧縮され、周縁部が膨出して徐々に外側には
み出す。そして、はみ出した分ゴム板Ａが鉛直方向に低
くなり、上部構造が沈み込む。このためゴム板Ａだけで
上部構造を支持すると、はみ出し量が不均一なため、積
層ゴム支承の高さにばらつきがでて建物物や工作物が傾
く危険性がある。

【０００６】積層ゴム支承は、ゴム板Ａと鋼板Ｂが積層
されることにより、ゴム板Ａの鉛直方向の変形が鋼板Ｂ
によって拘束される。このため、鉛直方向の剛性や耐力
・支持力が非常に大きく、大きな重量を簡単に支えるこ
とができる。一方、水平方向に対しては、薄いゴム板Ａ
のせん断変形は拘束されないので、ゴム自身の柔軟性に
よって小さな剛性と大きな変形能力を持つ。

【０００７】ところで、従来の積層ゴム支承は、半固体
状の天然ゴムなどをベースに加硫剤を配合し、所定の厚
さにロール成型したシート状のゴム板Ａと、表面処理に
よりごみ、油、さびなどを除去した鋼板Ｂを交互に重ね
合せて金型に固定し、プレスや蒸気釜中で一定の高温・
高圧下にて高温加熱成型してゴム板Ａと鋼板Ｂを同時に
加硫接着していた。このため、中心部まで均等加熱され
るまでに時間がかかり、作業時間が長く、加硫むらが生
じるという欠点があった。また、加硫接着は一般に加熱
圧着が必要で、均一な接着性能を確保するためには、温
度や圧力を一定にするための厳密な管理や、ゴムの配合
工程やロール成型工程において大規模で複雑な設備を必
要とし、製品が著しく高価になるという問題があった。
さらに、加硫むらや成型圧力によるゴムの流れの不均
一、ゴム板Ａの熱膨張や収縮あるいは鋼板Ｂやフランジ
Ｃの熱変形による歪みなどにより、ゴム板Ａと鋼板Ｂを
均一に積層して製造むらのない一定の品質の積層ゴム支
承を安定的に製造するのが困難であった。

【０００８】そこで本発明は、この積層ゴム支承の構造
を簡素化して製造コストを低減し、従来の積層ゴム支承
と同様の免震効果を持ちながら、製造むらのない品質の
安定した免震装置を安価に提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は以下のように構成した。

【００１０】すなわち、請求項１の発明は、ゴムブロッ
クの周辺部に帯筋を装着してなる免震装置である。請求
項２の発明は、ゴムブロックの周辺部に帯筋を装着し、
この帯筋の内側のゴムブロック内にループ部材を埋設し
てなる免震装置である。請求項３の発明は、前記帯筋と
同心円状に前記ループ部材を配列してなる請求項２記載
の免震装置である。請求項４の発明は、前記帯筋の内側
のゴムブロック内に前記ループ部材を同一平面上に２以
上配列してなる請求項２記載の免震装置である。請求項
５の発明は、前記帯筋をリング状に形成してなる請求項
１または２記載の免震装置である。請求項６の発明は、
前記帯筋をコイル状に形成してなる請求項１または２記
載の免震装置である。請求項７の発明は、前記ループ部
材をリング状に形成してなる請求項２記載の免震装置で
ある。請求項８の発明は、前記ループ部材をコイル状に
形成してなる請求項２記載の免震装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。

【００１２】図１に、ゴムブロックの外周にリング状の
帯筋を装着する本発明の免震装置の切欠図を示す。この
免震装置は、天然ゴムあるいは高減衰ゴムで形成するゴ
ムブロック１の外周に沿ってゴムブロック１と略同径の
積層リング２を巻着し、ゴムブロック１の上下端に建物
と基礎を接続する鉄製のフランジ３を取り付ける。

【００１３】ゴムブロック１は、複数のリング２を等間
隔に積層して金型の内周に固定し、この金型内に原料ゴ
ムを圧入して熱と圧力を加え、ゴムブロック１とリング
２を一体に成型する。また、フランジ３を金型の一部と
して使用することもできる。

【００１４】フランジ３は、ゴムブロック１とリング２
を一体に成型するとき、同時に接着してもよく、また、
接着剤を塗布してゴムブロック１の上下端に接合し、熱
と圧力を加えて加硫接着してもよい。あるいは、図８に
示すように、フランジ３のゴムブロック１との接合面に
多数の小突起ａを設け、鉛直荷重Ｐにより両者を一体化
してもよい。

【００１５】図２に、ゴムブロックの外周にコイル状の
帯筋を装着する本発明の免震装置の切欠図を示す。この
免震装置は、ゴムブロック１の外周に、図１に示す積層
リング２の代りに螺旋状のコイル４を巻着する。コイル
４は金型の内周に両端を固定して装着し、この金型内に
原料ゴムを圧入して熱と圧力を加え、ゴムブロック１と
コイル４を一体に成型する。

【００１６】図３と図４に、図１と図２のゴムブロック
１内に複数の積層リング２あるいはコイル４を同心円状
に配列して埋設する本発明の免震装置のゴムブロック１
部分の平面図を示す。この免震装置は、ゴムブロック１
内に内外二重乃至多重に積層リング２あるいはコイル４
を埋設してゴムブロック１の鉛直方向の剛性と水平方向
の拘束力を強めている。

【００１７】ゴムブロック１内の積層リング２あるいは
コイル４は位置決めして金型に固定し、この金型内に原
料ゴムを圧入して熱と圧力を加え、ゴムブロック１およ
び外周の積層リング２あるいはコイル４と一体に成型す
る。

【００１８】図５、図６、図７に、図１と図２のゴムブ
ロック１内に複数の積層リング２あるいはコイル４を同
一平面上にハニカム状に配列して埋設する本発明の免震
装置のゴムブロック１部分の平面図を示す。この免震装
置は、ゴムブロック１内に複数の積層リング２あるいは
コイル４を埋設して同心円状に配列する場合と同様にゴ
ムブロック１の鉛直方向の剛性と水平方向の拘束力を強
めている。なお、ゴムブロック１内に埋設する積層リン
グ２あるいはコイル４は、互いに接する状態で、あるい
は僅かな間隔を設けて配列する。

【００１９】本発明の免震装置は以上のような構成で、
建築物や工作物で必要とされる位置、例えば基礎と最下
階の柱の間に設置する。このとき、柱の鉛直荷重によっ
てゴムブロック１は横にはみだそうとするが、ゴムブロ
ック１の外周に装着した積層リング２あるいはコイル４
に拘束されて形状を保持し、鉛直方向の剛性と支持力を
上昇させる。これにより、据付時や施工時に問題となる
ゴムブロック１の沈み込みを抑えることができる。

【００２０】一方、ゴムブロック１の外周に装着した積
層リング２あるいはコイル４はゴムブロック１の体積変
化を拘束するが、水平方向の変形は拘束しないで水平方
向の動きを許容しつつゴムブロック１が変形後に再び元
の位置へ戻る復元力を与え、安定的履歴ループを確保し
て免震装置の力学特性を向上させる。

【００２１】地震による水平力が作用すると、図９に示
すように、ゴムブロック１は、ゴム自体の柔軟性により
水平方向に大きく変形し、地震エネルギーを吸収して受
ける地震力を減衰させる。水平方向の変形が大きくなっ
たとき、ゴムブロック１に座屈という現象が発生する
が、ゴムブロック１に埋設した積層リング２あるいはコ
イル４によって座屈耐力が増加し、座屈の可能性を低下
させて免震性能を安定化させる。

【００２２】積層リング２あるいはコイル４の材質とし
ては、鉄、銅、アルミなどの金属、およびこれらのより
線、あるいはカーボンファイバーやエンジニアリングプ
ラスチックなどが適当である。また、積層リング２ある
いはコイル４のピッチを内側より外側を密に設定すると
より効果的である。

【００２３】ゴムブロック１の断面形状は、丸型と角型
に大別され、三角形、楕円形なども考えられるが、本発
明の免震装置はこれらの断面形状を限定するものではな
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明の免震装置は、積層リングあるい
はコイルをゴムブロックの外周に装着すると共に、同じ
積層リングあるいはコイルをゴムブロック内に埋設する
だけの単純な構造で従来の積層ゴム支承と同様の免震効
果を発揮する。従って、本発明によれば、積層リングあ
るいはコイルを位置決めして金型に入れ、原料ゴムを圧
入して熱と圧力を加えるだけの簡単な製法で量産を可能
とし、製造コストを低減するので、従来に比べ安価に免
震装置を製造できる。また、従来行っていた高温加熱加
圧処理が不要になるため、鋼板やフランジの熱変形によ
る歪みに起因する製造ムラの問題を抑制でき、品質の安
定した免震防振装置を製造できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】リング状の帯筋を装着する本発明の免震装置の
切欠図である。

【図２】コイル状の帯筋を装着する本発明の免震装置の
切欠図である。

【図３】積層リングあるいはコイルを内外二重に埋設す
る免震装置の平面図である。

【図４】積層リングあるいはコイルを内外多重に埋設す
る免震装置の平面図である。

【図５】積層リングあるいはコイルを２列埋設する免震
装置の平面図である。

【図６】積層リングあるいはコイルを３列埋設する免震
装置の平面図である。

【図７】積層リングあるいはコイルを４列埋設する免震
装置の平面図である。

【図８】小突起によりフランジとゴムブロックを一体化
する免震装置の概略図である。

【図９】ゴムブロックに水平力が作用したときの変形状
態を示す説明図である。

【図１０】従来の積層ゴム支承の構造図である。

【図１１】積層ゴム支承の取り付け位置を示す説明図で
ある。

【図１２】ゴムブロックに鉛直荷重が作用したときの変
形状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ゴムブロック２積層リング３フランジ４コイル４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴムブロックの周辺部に帯筋を装着して
なる免震装置。
【請求項２】ゴムブロックの周辺部に帯筋を装着し、
この帯筋の内側のゴムブロック内にループ部材を埋設し
てなる免震装置。
【請求項３】前記帯筋と同心円状に前記ループ部材を
配列してなる請求項２記載の免震装置。
【請求項４】前記帯筋の内側のゴムブロック内に前記
ループ部材を同一平面上に２以上配列してなる請求項２
記載の免震装置。
【請求項５】前記帯筋をリング状に形成してなる請求
項１または２記載の免震装置。
【請求項６】前記帯筋をコイル状に形成してなる請求
項１または２記載の免震装置。
【請求項７】前記ループ部材をリング状に形成してな
る請求項２記載の免震装置。
【請求項８】前記ループ部材をコイル状に形成してな
る請求項２記載の免震装置。