JPS59185267A - 変位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は建物や橋の上部構造と基礎や土台の間の相対運
動を減衰し、この相対運動が所定量を越えるとエネルギ
ーを吸収する耐震支承と共に使用する変位制御装置に関
する。

地震の際、高層建築構造を包含する建築構造は建物の上
部構造を主要な地上運動から隔離するように修正基礎を
有する設計とすることが知られている。基本的にこの従
来技術において峠、上部構造は修正基礎によって支持さ
れておシ、地震の際に、相対的で主要な水平変位が基礎
と上部構造の間に許されるようになっている。また、地
震の際に生ずる大きな水平力が上部構造に回復不能の損
害や破壊を生じさせる程度にはその水平力を上部構造に
伝達されないようにしている。

このような結果を達成するために利用される構造は隻キ
ーｙｘべ（Ｍ、　Ｓ　、　Ｃａ５ｐｅ　）氏に１９７２
年２月１日に付与された米国特許第郭３ａ５７７号１イ
３ノモウ（Ａ、　Ｓ、　Ｉｋｏｎｏｍｏｕ　）氏に１９
７９年９月４日に付与された米国特許第４，１６６．５
４４号、およびイコノモウ氏に１９８１年５月２６日に
付与された米国特許第４，２６９，０１１号に開示され
た装置がある。

これら従来装置のすべては、特に建築構造に関連してい
ると共に、その構造に伝達されれば構造に重大な損害を
与えたシ破壊したりして重大な結果を招来するほど大き
な地震力がその構造に伝わるのを防止するだめの具体的
な手段を教えている。

地震発生地域に建造された建築構造や橋構造は地震力に
よる当然の結果として損傷を受けたシ、破壊したシする
可能性がある。一般的に橋構造においては、その性質上
、橋のデツキ又は上部構造と橋の柱又は基礎の間に配置
されていて橋構造を支持・案内するための支承が設けら
れる。それによって温度変化、クリーブ、収縮、地面や
その他の運動によシ引き起こされる橋のデツキの長手方
向に長さの変化の結果として起こる相対運動を前記の両
者の間に許すようにされている。橋のデツキをその支持
構造に関して移動可能となるように利用した公知の支承
は数多い。周知のように、これらの支承は数多くの形態
を取ることができ、それらにはスライディングプレート
支承、ボット支承、回転可能な球面支承と円筒支承およ
び高荷重構造支承が含まれる。これらの支承は固定支承
であったシ、多方向支、承であったシ、単方向支承であ
ったシする。固定支承であるなら、案内支承も設けなけ
ればならない。通常、支持と案内は一個の支承にゆだね
られる。米国特許第４９２１．２４０号と同第３．８０
４９７５号はこれら公知の支承の一部を例示している。

また、上部構造のこれら支承の土台に対する運動を制動
することも公知であるが、許される相対運動は大きくな
い。さらに、上部構造を土台に対して中点の周囲の一位
置に保持しようとすることは必ずしも好ましいものでは
ない。

地震発生地域に置かれた橋に、通常の支持機能と案内機
能の双方を果たすと共に必要なとき地震から生ずる地震
力に順応する支承構造を設けるととは非常に望ましいこ
とであろう。特に地震の際、橋の上部構造に伝達される
水平方向の地震力を許容できる程度にまで減らし、それ
によって橋の上部構造への損害を防゛止するか少なくと
も地震の際に橋が比較的無傷のまま残る程度にまで損害
を減らし、地震の後、容易に修理できるようにするため
の手段を含む耐震橋支承構造を得ることは有益であろう
。

本発明は比較的大きな変位を生ずる地震の際に、建物や
橋の上部構造に伝達されるその地震力をかな夛減少させ
ることができる、建物や橋の支承構造用の変位制御装置
を提供するもので弗る。特に、本発明に従うと、変位を
所定量にまで減衰し、その後にそれ以上の変位のエネル
ギーを吸収することができる変位制御装置が提供される
。

総括的に言うと、この変位制御装置は２つの　。

相対的に移動可能な物体間の運動の大きさを制限する。

そしてこの装置は第１の部材と、第２の部材と、前記両
部材の各々を前記物体の異なる一方に固定するための手
段とから成っている。

前記第１の部材はシャフトと、このシャフトに摺動可能
に取付けられた粘弾性円盤を含む。前記第２の部材は円
筒形であって第１の部材に対して摺動的に移動すること
ができ、前記第１の部材に対して一方向べの移動ととも
に前記円盤の少なくとも一部と前記第２の部材の内部に
固定された穴あき円盤とを圧縮し、円盤の少なくとも一
端と円盤用の端支持具を有している。この円盤の圧縮に
よって制御できないそれ以上の変位は円盤の穴を通して
粘性物質を押し出すことによって吸収される。

第１図を参照すると、本発明の変位制御装置はその最も
簡単な形態において外部シリンダー１、内部シリンダー
５およびこれらシリンダーに溶接された端キャップ５，
６よシ成る。これらシリンダー１，３と端キャップ５，
６は好ましくは高張力鋼よシ作られる。棒７は端キャッ
プ６を貫通しその外端に溶接されたプレート９と、その
他端近くに溶接された丸いプレート１１を有し、グレー
ト１１はシリンダー１の内部に摺動自在に嵌合されてい
る。多数の粘弾性円盤１３がプレート１１とプレート１
５の間に配置され、プレート１５は棒７の周一でシリン
ダー１の内部で摺動可能である。穴１８の形成された穴
あきプレート１７はシリンダー１の内部でプレート１５
０通常位置と端キャップ６の間に溶接されている。鉛の
ような粘性物質１９は可動グレート１５と固定グレート
１７の間に配置されている。

との単動変位制御装置は橋構造のような構造物の中に組
み込まれるので、端キャップ５または６の一方は橋の土
台に確実に取付けられ、他方の端キャップ６または５は
橋の上部構造に、または上部構造を支持する公知の耐震
支承に接触している。

地震が発生している間、一方の端キャップが他方の端キ
ャップに近づくと、最初に粘弾性円盤１３が圧縮されて
相対運動を減衰し、その後過度の運動の間、粘性物質１
９が穴１８を通して押し出されてエネルギーを吸収する
。

第２図は他の実施例を示しておシ、平べったくで円柱形
の穴あき板２３に溶接された２つの外側シリンダー２１
．２２を有する複動変位制御装置が開示されている。穴
あき板２３は穴２４を有し、その中央の穴には摺動可能
に棒２５が収容されている。棒２５には、荷重を棒２５
に伝達するためのプレート２７、円形グレート２９゜３
１．５３，３５が溶接されている。円形グレート２９と
３１はシリンダー２１の内部で、また円形プレート３３
と３５はシリンダー２２の内部で摺動可能である。スペ
ーサ・シリンダー３７はプレート２９と３１の間に、ま
たスペーサ参シリンダー３９はプレート３３と３５の間
に配置されている。多数の粘弾性円盤４１はプレート３
１と摺動可能なグレート４５の間に配置され、同様に多
数の粘弾性円盤４３はプレート３３と摺動プレート４７
の間に配置されている。粘性物質４９と５１はそれぞれ
プレー）４５，４７までのプレート２３の両側の空所を
満たしている。

作動を説明すると、との複動変位制御装置は橋の固定土
台と可動上部構造の間に固定される。

プレート２７は耐震支承を４して直接または間接に可動
上部構造と共働する。土台と上部構造の間でいずれかの
方向にプレート２７が運動する間、最初に粘弾性円盤４
１または４３が変形することによって相対運動を制御す
る。その後、過度の相対運動の間、プレート４５または
４７が移動され、粘性物質４９または５１が穴あき板２
３０穴２４を通して押し出され、それによって過度のエ
ネルギーが吸収される。

第３図には、橋の土台５３と鋼鉄製の橋の上部構造５５
０間に第２図に示されている形式の複動変位制御装置が
固定された状態が示されている。この変位制御装置を通
っている棒５７は装置の片側からのびていてその外端に
ねじ止めされ、そしてナツト５９を支持している。ナツ
ト５９は２枚のプレート６１と６３の間の土台５５に棒
５７を止めるために使用する。本変位制御装置は上部構
造５５の一部を成す鋼鉄製のはシのウェブの開口を通し
て嵌合され、上部構造自体は弾力のある支承６５に支持
されている。

第４図には、第３図に示されている形式であるが、コン
クリート製の上部構造を利用した橋構造に嵌合された変
位制御装置が示されている。

装置自体はコンクリート製の上部構造の内部に埋設され
ている。コンクリート製上部構造６７は弾力のある支承
７１を通して橋の土台６９に支持されている。変位制御
装置はほぼ完全にコンクリート製上部構造６７に埋設さ
れ、作動棒７５は第３図に利用されている土台と同様に
土台６９に固定されている。

第５図および第６図には６つの複動変位制御装置７５，
７６．７７を利用した構造が示されている。これらの装
置は橋の土台に固定したやシ方（図示せず）で支持され
、それぞれの作動棒７９゜８１．８３は共通のプレート
８５に溶接されている。プレー）８５Ｆｉ橋の上部構造
を支持する耐震たわみ支承８９の蔵版８７に固定されて
いる。

なお、橋の上部構造の一部はグレート９１によって示さ
れている。たわみ支承８９が過度に運動すると、グレー
ト８５は装置７５，７６．７７内を制御されて移動する
。

このように、上部構造と橋の土台の間の運動を制御し、
各種の大気条件の影響の下で小さな運動を許容すると共
に、地震の際に最大相対変位を制御する変位制御装置を
開示した。好適な変位制御装置を開示したが、橋構造に
関連してこれらの装置は本発明の範囲から逸脱すること
なく変更することができ、これらの変更は各種の橋構造
と地震力から保護すべきその他の建築構造の具体的な必
要条件に合わせるためのものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って作った単動□変位制御装置の断
面図、第２図は本発明に従って作っだ複動変位制御装置
の断面図、第゛３図は本発明に従って作られコンクリー
ト製橋土台と鋼鉄製橋構造の間に取付けられた複動変位
制御装置の断面図、第４図はコンクリート製橋土台とコ
ンクリート製橋の間の複動変位制御装置の断面図、第５
図と８６図はそれぞれ公知の耐震橋支承に固定された５
つの複動変位制御装置を示す平面図と断面図である。 １・・・外部シリンダー、３・・・内部シリンダー、５
．６°・°端キャップ、７・・・棒、９・・、グレート
、１１・・・丸いプレート、１３・・・粘弾性円盤、１
５・・・プレート、１７・・・穴あき円盤、１８．、、
穴、１９・・・粘性物質 特許出願人　　　　ニドワード　アール、フイフィーウ
ィリアム　エム、スレータ− 代理人　弁理士　萼　　優　美（ほか１名）ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン２つの相対的に移動可能な物体の間の運動の大き
   さを制限する変位制御装置において、多数の粘弾性円盤
   を内蔵しているシリンダーを有し、前記２つの物体のう
   ちの一方に固定される第１の部材と、他方の物体に固定
   される第２の部材と、前記シリンダーの内部で一組の前
   記粘弾性円盤の各々の端部に配置された固い円盤と、前
   記シリンダーの内部に固定された穴あき円盤と、および
   前記穴あき円盤と一つの金属円盤との間に粘性物質を備
   え、圧力が一方の金属円盤に加えられると前記粘弾性円
   盤が圧縮して相対運動が制限され、前記一方の金属円盤
   が過度の運動をすると他方の金属円盤が移動させられて
   前記穴あき円盤の穴を通して前記粘弾性物質を押し出す
   ことによって相対運動を引き起こしているエネルギーの
   一部を吸収することを特徴とする変位制御装置。 （２Ｊ　　特許請求の範囲第１項記載の変位制御装置に
   おいて、各々の粘弾性円盤が中央開口を有し、この中央
   開口を通して棒がのびているもの。 （３１１特許請求の範囲第２項記載の変位制御装置にお
   いて、前記第１の部材が２つのシリンダーを含み、前記
   穴あき円盤が前記シリンダーの接合部に固定され、各シ
   リンダーには同列に配置された複数の円盤を含み、前記
   第２の部材は前記シリンダー内を通って一端に伸びてい
   る棒であり、前記粘弾性円盤の各々の外端にある前記一
   方の円盤が前記棒に溶接されているもの。