JPS60261845A - 免震支持装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、ビルなどの建築物や重量建造物などの構造物
の支持構造に関し、特に基礎からこれら構造物へ伝達さ
れる地震エネルギーを減少させることにより構造物を保
護する免震支持装置の構造に関する・ 〔従来技術〕 建築物などの構、遺物の耐震性を向上させる方法として
は、構造物自体の耐震強度を向上させる方法の他に、構
造物に伝達される振動エネルギーを減少させる免震支持
方法が採用されている。

後者の免震支持方法にあっては、構造物を一つの振動系
として動的にとらえ、その振動周期を延ばすことによっ
て地震等の外部人力に対し、建物との共振を防ぎ構造物
の応答加速度を減少させ、もって構造へ伝達されるエネ
ルギーを減少させるという手法が用いられ志。

との免震支持方法を実施する装置すなわち免震支持装−
の従莱構造’ｈしては、第１図に示すように、基礎１と
構造物２との間に弾性支持体３を所定−隔ごとに装置し
、それらの上下端部ｉ基礎１およ゛び構造物２の相対向
面に固定する構造が採用されている。前記弾性支持体３
は、通常、複数のし人などの弾性板４と複数の補強用□
金属板５とを交互に積層して形成されてい゛る。

ところで、地震発生時には、直下型地震でない限９、構
造物２に伝達されるエネルギーに対し、構造物２゛は縦
方高（鉛直方向）には強゛固に作られており、耐震的に
は横方向（水平方向）の強度が問題となる。

そこで、上記免震支持装置によれば、地震発生時に基礎
１が水平方向に移動する場合、弾性支持体３の下部はこ
れに追従して移動するが、該弾性支持体の上部は構造物
２の水平方向慣性力のため直ちに応答して移動せず、弾
性支持体３の弾性変形により構造物の応答加速度が減少
され、これによって構造物への伝達エネルギーが軽減さ
れる。

しかし、従来の免震支持装置では、基礎１と構造物２と
の間に前記弾性支持体３のみを設け、構造物の荷重の全
部またはほとんどを該弾性支持体のみで支持する構造と
なっているので、弾性支持体３に過大な水平方向変位が
生じた場合、第２図に示すごとく該水平方向変位に応じ
て弾性支持体自体の高さ減少量（沈下量）が急激に増加
する特性を有し、また、弾性支持体３の復Ｎ　元方特性
も第３図に示すごとく水平変位がある値を超えると急激
に低下し座屈を起して、第４図のように転倒してしまう
という欠点があった。

特に、構造物２０重量が比較的軽い場合は、有効な免震
性能を得るべく弾性支持体３の固有周期を、例えば０．
５Ｈｚ、％ｊ度に小さく設定すると弾性支持体３の高さ
がその直径よシも大きくなり、したがって、地震発生時
に弾性支持体３が、座屈を起して転倒しやすく構造物２
を損傷する可能性が高いため、弾性支持体３のみから成
る免震支持装置を比較的軽い構造物に適用することは不
適当であった。

〔目的〕

本発明の目的は、以上のような従来の免震支持装置の欠
点を解消し、過大な地震が発生した場合でも、弾性支持
体の座屈を防止するとともに該弾性支持体の復元力を維
持することができ、もって、構造物の安全性を向上させ
うる免震支持装置を提供することである。

〔要旨〕

本発明は、基礎と構造物との間に弾性支持体を介在させ
て該構造物を支持するとともに、前記弾性支持体の側方
の前記基礎および構造物の相対向する面の間に水面方向
に転勤′ｉたは摺動する補助支持手段を設ける構成によ
ｐ上記目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下、第５図〜紀１３図を６照［、て本発明の詳細な説
明する。

第５図は本発明の第一・実施例に係わる免震支持装置の
構造を例示する図であシ、基礎１と構造物２との間に弾
性支持体３および補助支持手段６Ａが設けられている。

弾性支持体３は実質上第１図のものと同様の構造を有し
、複数のゴムなどの弾性板４と複数の補強用金属板５と
を交互に積層し、その上下端に上部支持板７および下部
支持板８を設けた構門を有している。この弾性支持体３
は、例えば、金属製の上部および下部支持板７．８の間
に複数の弾性板４および複数の金属板５を交互に積層し
、これらを一本加硫または接着等で一体化して形成され
る。なお、前記上部および下部支持板７．８並びに弾性
板４および金属板５の形状は円形に限られるものではな
く、方形など所望の形状に選定することができる。

こうして形成された弾性支持体３は、上部支持板７を構
造物２に、下部支持板８を基礎１にそれぞれボルト等で
締結固定することにより、基礎１と構造物２との間に介
在して該構造物を支持している。

前記弾性支持体３の数および配置は、構造物２の底面積
、底面形状および重Ｍなどを勘案して適宜決定されるも
のでおり、構造物２の重量を賛定して支持すべく通常複
数箇所（例えば３箇所またはそれ以上）に配置される。

一方、前記補助手段６Ａは、前記弾性支持体３の側方に
配置され、基礎１および構造物２の相対向する面の間で
水平方向に転勤自在な機構で構成されている。具体的に
は、基礎１上に固定した固定台９に回転自在に軸支した
ローラ１０．１０で構成されている。

各ローラ１Ｇ、１Ｇは構造物２の底面に接触またはわず
かの隙間をおいて隣接する位置に支持されている。図示
の例では各０−ラ１　Ｇ　、１０は構造物２の底面に直
接隣接ｌ−ているが、構造物２底面に転勤商用の板材を
固定し、該板材に隣接させることもできる。

また、前記ローラ１０．１０の代シにボール、こるある
いは各種型式のベアリングを使用することもでき、転勤
に際し方向性を有しない転動機構を使用することが好ま
しい。

前記補助支持手段６Ａの数および配置は構造物２の底面
積、底面形状および重量などを勘案して適宜決定される
ものであシ、通常複数個所（例えば３個所またはそれ以
上）に配置される。

以上第５図について説明した構造によれば、弾性支持体
３０何方に水平方向変位自在の補助支持手段６Ａを設け
たので、弾性支持体３０１箇所当９に一定の鉛直荷重Ｐ
（例えばＩＯトｙ）が作用している状態で大きな地震が
発生して過麺　大な水平方向変位が生じ６場合・弾性支
持体３の高さ減少量（沈下量ζ）を一定値以下またはほ
とんど零に抑えるとともに、低摩擦係数で上記水平変位
を自由に許すことができる。

したがって、水平変位Ｘの増大に伴って沈下量δ（第２
図参照）が増大しようとしてもこれは補助支持手段６Ａ
で規制されるので、弾性支持体３が負担していた鉛直荷
重を補助支持手段６Ａに漸増的に移行させるとともに水
平移動を自由に許すことができ、弾性支持体３の座屈を
確寮に防止するとともに復元力の低下をなくし水平変位
の大小に拘わらず常に所望の復元力特性を維持すること
ができる。

第１１図は、弾性支持体３１箇所当りの常態での鉛直荷
重が１０トンである場合の水平変位ｚ　ｔ　ｃｍ　）に
対する復元力Ｆ（トン］の特性を例示するグラフてあシ
、同図中、実線は本発明を実施した場合を、鎖線は従来
構造の場合をそれぞれ示す。

こうして、弾性支持体３が過大な水平変位を起すような
大きな地震が発生しても、構造物２が補助支持手段６Ａ
上を転動しながら支持され、　１゛７．９１□第３゜□
□。□、７．□　１されるので、弾性支持体３の転倒（
座屈）を防止すると同時に該弾性支持体の水平方向復元
力を適正に維持することができ、もって、構造物の安全
性を向上させることができる。

第６図は本発明の第二集施例に係わる免震支持製置を示
し、本実施例は、スプリング抑圧式の補助支持手段６Ｂ
を使用する点で上記第一実施例と相異している。

すなわち、補助支持手段６Ｂは、基礎１に固定された有
底中空状の固定台１１と、該固定台の内部に設置した圧
縮スプリング１２と、該固定台の中空部に嵌合され前記
スプリング１２によって上向きのばね力を受ける可動台
１３と、該可動台に回転自在に軸支されスプリング力に
より構造体２の底面に圧接されるローラ１０゜１０とか
ら成っている。可動台１３と固定台１１との間には常態
で隙間δ。が設けられ、可動台１３はスプリング１２に
抗して下方へ６０だけ下降しうる構造になっている。こ
のδ０　は例えば１〜１００＋ｉｎ程度に設定される。

本実施例のその他の構成は第一実施例の場合と実質上同
じであり、対応する部分をそれぞれ同一参照番号で表示
し、その説明を省略する。

本実施例によれば弾性支持体３の側方に水平方向移動自
在でかつ一定量だけ沈下しうる補助支持手段６Ｂを設け
たので、弾性支持体３に鉛直荷重が作用している状態で
大きな地震が発生して過大な水平変位が生じる場合、弾
性支持体３の高さ減少量（沈下量δ）を一定値δ。以下
に抑えるとともに低摩擦係数で上記水平変位を自由に許
すことができる。

第１２図は、この場合の水平変位χ（５＋）に対する沈
下量δ（−）を例示するグラフであプ、従来構造では鎖
線のごとく水平変位Ｘの増大に伴ない沈下量δが急激に
増大して座屈を生じていたのに対し、本実施例によれば
、実１ｉ１Ａ（隙間δｏ　＝　５　ｔｔｐｉ　）　およ
び実線Ｂ（隙間δｒ＋　＝　５’　０慎）のように水平
変位が大きく増大しても沈下量δを二定値以下に抑え弾
性支持体３０座屈を防止することができる。

これと同時に、水平変位Ｘの増大に伴い、弾性支持体３
が負担していた鉛直荷重を補助支持手段６Ｂに漸増的に
移すとともに、低摩擦の転動体１０，１０によシ水平移
動を自由に許すことができる。（７たがって、弾性支持
体３の座屈を確実に防止するとともに復元力の低下をな
くし水平変位の大小に拘わらず常に所望の復元力特性を
維持することができる。

第１３図は隙間δ。を所望値に設定しかつ弾性支持体３
−箇所当りの常態での鉛直荷重が１０トンである場合の
水平変位ｘ　（ｃｍ　ｌに対する復元力Ｆ（）ン）の特
性を例示するグラフであル、同図中、実線が本実施例の
場合であシ、＠線は従来構造の場合を示す。

第１１図および第１３図のグラフから、本発明を実施す
ることに主力、復元力の低下を防止して２ムーズな復元
力特性を得ることができると同時に、弾性支持体３のば
ね定数を勘案して繁　隙間δ０盆調整することによし復
元力特性に特長あるはね特性を付与できることが理解で
きる。

なお、第６図の実施例においても、ローラ１０．１０の
代りにボール、こるあるいは各種形式のベアリングを使
用することができ、その場合方向性を有しない転勤手段
または転動機構を採用することが好ましい。

第７図は本発明の第三実施例に係わる免震支持装置を示
し、本実施例は摺動式の補助支持手段６Ｃを使用する点
で上記第一実施例と相異している。

すなわち、この補助支持手段６Ｃは、基礎１に固定され
た固定台１４と、該固定台の上面に固定された下すべり
部材１５と、構造物２の底面に直接固定された上すベク
部材１６とで構成され、鉛直荷重は支持しうるが水平方
向には自由に移動できるようになっている。

これらのすベシ材１５．１６の材質としては可能なかぎ
、り低摩擦係数が得られる組合せ、例えはテフロン、鋼
、ステンレス等から選定した一対の組合せを採用するこ
とが好ましい。　（なお、図示の例では、下側のすべｐ
材１５を固定台１４に固定したが、これは逆に上側のす
べり材１６を固定台を介して構造物２に取付は下側のす
ベシ材１５を基礎１に直接固定することもでき、さらに
、両方のすベシ材１５，１６をそれぞれ固定台を介して
取付けた夛、固定台なしで直接取付けることも可能であ
る。

本実施例のその他の構造は第一実施例の場合と実質上同
じであり、対応する部分をそれぞれ同一参照番号で表示
しその説明を省略する。

この第７図の実施例によっても、第５図の第一実施例の
場合と実質上同じ作用効果を奏することができ、弾性支
持体３が過大な水平変位を起すような大きな地震に対し
ても、弾性支持体３の転倒（座屈）を防止すると同時に
該弾性支持体の水平方向復元力を適正に維持することが
でき、もって、構造物の安全性を向上させることができ
る。

第８図は本発明の第四実施例に係わる免震支持装置を示
し本実施例は、第６図を参照して説明した第二実施例と
はローラ１０．１０の代υに一対のすベシ部材１５．１
６を有する補助支持手段６Ｄを使用する点で相異し、第
７図の第三実施例とは一対のすベシ部材１５．１６をス
プリングで押圧し構造物が一定量δ０だけ降下しうるよ
う構成した点で相異している。

すなわち、この補助支持手段６Ｄは、基礎１に固定され
た有底中空状の固定台１７と、該固定台１７の内部に設
置された圧縮スプリング１２と、該固定台の中空部に嵌
合され前記スプリング１２によって上向きのばね力を受
ける可動台１８と、該可動台の上面に固定された下すべ
り材１５と、構造物２の底面に固定された上すベシ部材
１６とで構成されている可動台１８と固定台１７との間
には常態で隙間δ。が設けられ、この隙間だけ可動台１
８が下降しうる構造になっている。

本実施例のその他の構造線、第二実施例または第三実施
例の場合と実質上同じであシ、対応する部分をそれぞれ
同一参照番号で表示しその説明を省略する。

本実施例によっても、第６図を参照して説明しｆｃ第二
実施例の場合と実質上同じ作用、効果を秦することがで
きる。

第９図は本発明の第五実施例に係わる免震支持装置を示
し、本実施例は、第７図に示した第三実施例とは上下の
すべ９部材１５．１６間に所定の隙間（例えば１〜１０
０　ｖａ　）δ。を有する補助支持手段６Ｅを使用する
点で相異している。

すなわち、この補助支持手段６Ｅは、基礎１に固定した
固定台１９の上面に下すベシ材１５を固定し、これに対
面する構造物２の底面に上すべり材１６を固定し、両す
べり材１５．１６の間に所定の隙間δ。を設けた構成に
なっている。

本実施例のその他の構造は第三実施例の場合と実質上同
じであり対応する部分をそれぞれ同一　−参照番号で表
示し、その説明を省略する。

本実施例によっても、第６図および第８図の各実施例の
場合と実質上同じ作用効果、並びに第１２図および第１
３図を参照して説明した作用効果と実質上同じ作用効果
を岑することかできる。

以上第５図〜第９図を参照し、て本発明の各種の実施例
を説明したが、これらの実施例における補助支持手段６
Ａ〜６Ｆ：、はこれを上下逆の構造にしても同じ作用効
果を奏することができる。

第１０図は第２図の補助支持手段６Ｂを上下逆にした構
造の補助支持手段６Ｆを例示する。

また、第５図（第一実施例）および第６図（第二実施例
）の場合、構造物２の底面のローラ１０，１０が転動す
る範囲に別途平滑な支持面を固定することもできる。

なお、以上説明した本発明に係わる免震支持装置を実施
するに際しては、通常、構造物２の水平振幅を減衰させ
るためのダンパー（緩衝機構）が併用され、このダンパ
ーによって構造物２の水平方向の振動振巾を一定に規制
することができる。このダンパーとしては、油圧式、摺
　１′動摩擦式あるいは弾性材など運動エネルギーを吸
収する機構であれば各種形式のものを使用す　−ること
ができる。

〔効果〕

以上の説明から明らか−などとく、本発明によｎは、弾
性支持体に過大な水平方向変位が与えられる場合でも、
構造物の転倒や破損を確実に一防止できる安全性にすぐ
れた免震支持装置が提供されるとともに、大変形時にも
設計に必要なばね特性を維持出来る装置を提供出来るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の免震支持装置を例示する側面゛、、、。 工□１゜。、。オヤ、ヶ８−する沈下量ｉの特性を示す
グラフ、第３図は第１図の装置の水平変位Ｘに対する復
元力Ｆの特性を示すグラフ、第４図は弾性支持体の座屈
状態を示す説明図、第５図〜第９図はそれぞれ本発明の
第一〜第五実施例に係わる免震支持装置を示す側面図、
第１０図は第６図中の補助支持手段を上下逆にした実施
例構造を示す側面図、第１１図は第５図および警７図の
装置の水平変位χに対する復元力Ｆの特性を例示するグ
ラフ、第１２図は第６図、第８図および第９図の装置で
隙間δ０を変化させたときの水平変位Ｘに対する沈下量
δの特性友例示するグラフ、第１３図は第６図、第８図
および第９図の装置の水平変位Ｘに対する復元力Ｆの特
性を例示するクラブである。 １・・・基礎、２・・・構造物、３・・・弾性支持体、
８Ａ〜６Ｆ・・・補助支持手段、 １０・・・転動部品（ローラ等）、 １５、’１６・・・すベーり材。 代理人　弁理士　大　音　康　毅 第　１　図 １１２　図 ｗＥ　ｓ　図 ｗＸ６図 ＩＫ７　図 筑８図 第９図 ６ 第　１０　図 第１１図 ５ト 水平便Ａ立χ（ｃｍ） ＠　１２　図 水判”ｆイ立　（ｃｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ｌ）基礎と構造物との間に弾性支持体を介在させて該
   構造物を支持するとともに、前記弾性支持体の側方の前
   記基礎および構造物の相対向する面の間に水平方向に転
   勤または摺動する補助支持手段を設けることを特徴とす
   る免震支持装置。