JPS6263775A - 免震ダンパ− - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は、地震時における構造物の振動を抑制する場
合等に用いられる免震ダンパーに関するものである。

「従来の技術」 この種の免震ダンパーとしては、綱材の剛性を利用する
ものが知られている。これは、地震時の荷重を鋼材に加
えて曲げやねじれを生じさせて降伏を起こさせ、その鋼
材の弾塑性変形により振動エネルギーを吸収しようとす
るものである。

この上うな免震ダンパーを用いた免震装置について、第
１４図を参照して説明する。図中符号１は構造物の基礎
、２はこの基礎ｌに支持されている建屋である。基礎ｌ
と建屋２間には三一つの免震ダンパー３・・・からなる
免震袋ＨＥが設けられている。この免震ダンパー３・・
・は、棒状の鋼材３ａ・・・の基端を基礎【に固定し、
その先端を建屋２の下部にローラー支持した構成となっ
ている。

建屋２は、通常時には第１４図（ａ）に示すように、各
免震ダンパー３・・の綱材３ａ・・・が鉛直となってい
る状態で基礎１により支持されているが、地震時等にこ
の構造物に対し図中の矢印で示すような水平方向の荷重
Ｑが加わった時には、（ｂ）に示すように鋼材３ａ・・
・はまずその弾性限度内の曲げ変形を生じる。この荷重
Ｑが鋼材３・・・の降伏荷重Ｑ、となった時に、その変
位量δは降伏変位量δｙに達し、さらに大きな荷重Ｑに
対しては（ｃ）に示すように塑性変形してこれに対抗す
る。そしてこのａ材３・・・の弾塑性変形により振動エ
ネルギーが吸収され、基礎ｌおよび建屋２の相対的な振
動は抑制される。

第１５図は、縦軸を荷重Ｑ、横軸を変位量δで表した復
元力特性図である。図中の実線は、上記の二つの免震ダ
ンパー３・・・からなる免震装置Ｅの復元力特性を示し
、破線は一つの免震ダンパー３単独での復元力特性を示
している。図中の線上のａ−ｃ各点は、それぞれ第１４
図（ａ）〜（ｃ）で示した状態に対応する点であり、こ
の免震装置Ｅでは、ａ−ｂ間においては降伏変位量δｙ
に至る弾性変形、ｂ−ｃ間においてはδｙを越えて塑性
変形することが示されている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記のような免震ダンパー３では、その降伏
変位δｙ１降伏荷重Ｑ１の値は単に鋼材３ａの剛性によ
ってのみ決定されるものであり、それらを適宜設定する
ことは困難であった。

また、上記の免震ダンパー３は、上で説明した場合のよ
うに複数本を並列に組み合わせて用いることが一般的で
あるが、この場合には、総ての免震ダンパー３に同時に
かつ等しい荷重が加わることから、単独で用いる場合に
比して、降伏筒ｆｆ１Ｑの値はあげることはできるが降
伏変位δの値は変えることはできないものである。すな
イっち第１５図で明らかなように、破線で示した単独の
場合の降伏荷重Ｑ、に比して、三本の場合の降伏荷重Ｑ
。

は３倍になるが、降伏変位量はいずれの場合もδｙのま
ま変わらない。

したがって、上記のような免震ダンパー３では、単独で
用いても、複数本組み合わて用いても、所要の降伏荷重
、降伏変位および所要の復元力特性を適宜設定できるも
のではなく、自由度の乏しいものであった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、任意の
降伏荷重、降伏変位を適宜設定でき、所定の復元力特性
を得ることの可能な免震ダンパーを提供することを目的
とする。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、互いに対向する二つの部材の一方に、先端
部が他方の部材に向って延びる棒状の鋼材の基端部を固
定し、前記二つの部材の他方には、前記鋼材の先端部に
対向する位置に、前記鋼材の先端部周囲と所定間隔の隙
間を有する状態でその調材の先端部を内包する環状のギ
ャップ機構を固定してなり、前記二つの部材の相対変位
が所定量に達した時に、鋼材の先端部とギャップ機構の
内周部が当接するようにしたことを特徴としている。

「作用」 この発明の免震ダンパーは、ギャップ機構により二つの
部材の相対変位が所定１に達するまでは鋼材は荷重を受
は持たず、変位が所定量以上になった時に、はじめて鋼
材に荷重がかかって変形し、鋼材はその弾塑性変形によ
って振動エネルギーを吸収する。

「実施例」 以下、この発明の実施例を第１図ないし第１３図を参照
して説明する。

まず、第１図ないし第５図を参照して、第１実施例につ
いて説明する。これらの図において符号１１は構造物の
基礎、符号１２は建屋である。基礎１１と建屋１２と（
よ互いに対向し、建屋１２は基礎１１に対して、たとえ
ば積層ゴム（図示路）等により、水平方向の相対変位を
拘束されない状態で支持されている。

これらの基礎１１と建屋１２間には、三つの免震ダンパ
ー１３．１４．１５によって構成されている免震装置Ａ
が設けられている。免震ダンパー１３は、基端が基礎１
１に埋設されて固定され、先端部が建屋１２に向って延
びている棒状の鋼材１３ａと、その鋼材＋３ａの先端部
を固定する固定機構１３ｂにより構成されている。固定
機構１３ｂは、その内径寸法が鋼材１３ａの外径寸法と
等しい環状に形成されて建屋１２に固定されており、ま
た、その内周部にはエツジ１３ｃが形成されている。

この固定機構ｔ３ｂは、鋼材Ｉ３ａの先端部を内包しか
つその内周部のエツジ１３ｃを鋼材１３ａの外表面に当
接させた状態で配設されている。これにより鋼材１３ａ
は、その先端部が固定機構１３ｂにより水平方向に移動
可能な状態で連層１２に固定されているので、上述した
従来の免震ダンパー３（第１４図参照）と同様に作用す
るものであり、この免震ダンパー１３の復元力特性も第
３図（ａ）に示すように、降伏荷重がＱ、の時に降伏変
位δｙの値をとり、第１５図に破線で示した従来の免震
ダンパー３の復元力特性と同様のものである。

また、免震ダンパー１４．１５は、基端が基礎１１に固
定されている鋼材１４ａ、１５ａと、建屋１２に固定さ
れているギャップ機構１４ｂ、１５ｂにより構成されて
いる。鋼材１４ａ、１５ａは上述した免震ダンパー１３
における調材１３ａと同様の形状、寸法をなし、またそ
の剛性も同様のものである。ギャップ機構１４ｂ、１５
ｂは、内周部にエツジ１４ｃ、１５ｃがそれぞれ形成さ
れた環状とされており、鋼材１４ａ、１５ａの先端部を
その中心部に内包した状態で配設されている。モして免
震ダンパー１４においては鋼材１４ａの周囲とギヤツブ
機構１４ｂ内周部との間に、上述した免震ダンパー１３
の降伏変位量δｙに等しい寸法の隙間（ギャップ）ｇ＋
が形成されており、また免震ダンパー１５においては、
その降伏変位量δｙの２倍に等しい寸法の隙間（ギャッ
プ）ｇｔが形成されている。

したがって、免震ダンパー１４．１．５は、通常時にお
いては鋼材１４ａ、１５ａとギャップ機構！４ｂ。

１５ｂとが当接しておらず、地震時等において基礎１１
と建屋１２が水平方向に変位した時Ｉこ、その変位量に
応じて当接するようになっている。

これにより、免震ダンパー１４は、第３図（ｂ）にその
復元力特性を示すよ・）に、荷重Ｑによる基礎１１と建
屋１２の変位量がδｙになるまでは荷重を受は持たず、
変位がそれ以上〜になった時から荷重が加わって弾性変
形が始まることになる。また、免震ダンパー１５におい
ては、第３図（ｃ）に示されるような復元力特性により
、変位量が２δｙになるまでは荷重を受は持たず、それ
以上の変位に対して荷重を受は持つことになる。

次に、第４図および第５図を参照して上記の三つの免震
ダンパー１３．１４．１５による免震装置Ａの作用を説
明する。第４図（ａ）〜（ｅ）はこの構造物に荷重が加
えられた時の状態を模式的に示す図であり、第５図はこ
の免震装置Ａ全体の、すなわち各ダンパー１３．１４．
１５のトータルの復元力特性を示す図である。第５図に
おける図中のａ＝ｅの各点はそれぞれ第４図（ａ）〜（
ｅ）の状態に対応している。

まず、第４図（ａ）は、この構造物に荷重の加わってい
ない通常時の状態を示し、鋼材１３ａ、１４ａ。

１５ａはそれぞれ鉛直方向に延びており、鋼材１４ａ、
１５ａの先端部はそれぞれギャップ機構１４ｂ。

１５ｂの中心部に位置している。この状態から建屋１２
に矢印で示す水平方向の荷重Ｑが加わった時には、まず
免震ダンパーＩ３に荷重がかかり、その鋼材］、３ａは
弾性変形をしてこの荷重Ｑに抵仕小ア　鵡１ｊａＪ／〜
１−φ　＋ｎｘ六Ｉ為厩１ノｎｋ　Ｉム瘤Ｉんｔに達す
ると、（ｂ）の状態となり、この時、免震ダンパー１３
は降伏荷重Ｑ、を’４４を持したままでその剛性はゼロ
となり、また、免震ダンパー１４の鯛Ｎ　Ｉ　４　ａは
ギャップ機構１４ｂの内周部に当接する。

そのままさらに荷重が加わると免震ダンパー１４が弾性
変形を始め、その変位量がδｙに達すると、（ｃ）に示
す状態となる。この時免震ダンパー１３は塑性変形して
その変位量は２δｙとなり、また免震ダンパー１５の鋼
材！５ａはギャップ機構１５ｂの内周部に当接する。以
下同様に、荷重が加わるにつれ、（ｄ）に示すように免
震ダンパー１５の変位量がδｙに達し、さらには（ｅ）
に示すように免震ダンパー１５も塑性変形ずろ。

このように、この免震装置Ａでは、各ダンパー［３，１
４，１５が順次荷重を受は持っていくことから、この免
震装置Ａのトータルの降伏変位の値は第５図に示される
ように３δｙとなり、従来の免震ダンパー３の組み合わ
せの場合に比して３倍の変位量を得ることができる（第
１５図参照）。またーΦ露ダンパー１４１５のボ麺、、
ブー＋熔ム滴宜設定することにより、所定の復元力特性
を有する装置を容易に計画することができる。

次に、第６図を参照して第２実施例について説明する。

なお、以下で説明する各実施例において、上述した第１
実施例と同様の構成要素については、第１図および第２
図と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

この第２実施例においては、三つの免震ダンパー２３．
２４．２５からなる免震装置Ｂが設けられている。免震
ダンパー２３は鋼材２３ａの両端が基礎１１．建屋１２
にそれぞれ固定されている。

免震ダンパー２４．２５は、鋼材２４ａ、２５ａが基礎
ＩＩと建屋１２間の距離の約半分程度の長さとされてそ
の基端が基礎１１に固定されており、また、上述の免震
装置Ａにおけるギャップ機構１４ｂ、１５ｂと同様の、
それぞれギャップ寸法ｇ＋、ｇｔを有するギャップ機構
２４ｂ、２５ｂが、基端が建屋１２に固定されている鋼
材２４ｄ、２５ｄの先端に取り付けられており、鋼材２
４ａ、２５ａとギャップ機構２４ｂ、２５ｂとの当接点
が、基礎１１と建屋１２の中間位置となるようにされて
いる。

この第２実施例の免震装置Ｂにおいても、荷重は順次免
震ダンパー２３．２４．２５に受は持たれ、第１実施例
の免震装置Ａと全く同様に作用し、同様の効果を得るこ
とができる。

次に、第７図ないし第１１図を参照して第３実施例につ
いて説明する。この第３実施例では、建屋！２は基礎＋
１に積層ゴム３０・・・により支持されており、また゛
、基礎１１と建屋１２間に、四つの免震装置Ｃが設けら
れている。免震装置Ｃは、第９図ないし第１１図にその
詳細を示すように、三つの免震ダンパー３３．３４．３
５が共通のベース３６に取り付けられた構成となってい
る。すなわち、各免震ダンパー３３．３４．３５のそれ
ぞれの鋼材３３ａ、３４ａ、３５ａの基端は、基礎Ｉ■
に固定されたベース３６に固定部材３７・・・により固
定されている。また、建屋１２には、ベース３６に対向
する位置に、鋼材３３ａ、３４ａ、３５ａの先端部がそ
れぞれ挿通し得る挿通孔３３ｂ、３４ｂ、３５ｂが形成
されているプレート３８が固定されている。挿通孔３３
ｂの内径は鋼材３３ａの外径と等しく、挿通孔３４ｂ、
３５ｂの内径は、鋼材３４ａ。

３５ａの周囲にそれぞれ隙間ｇ＋、ｇｘが形成されるよ
うな寸法とされている。すなわち、プレート３８の挿通
孔３３ｂは免震ダンパー３３の固定機構、挿通孔３４ｂ
、３５ｂはそれぞれ免震ダンパー３４゜３５のギャップ
機構となるものである。

この免震装置Ｃにおいても、基礎１１と建屋１２の相対
変位量に応じて免震ダンパー３４．３５の鋼材３４ａ、
３５ａがプレート３８の挿通孔３４ｂ。

３５ｂの内周部に当接することにより、免震ダンパー３
３．３４．３５が地震時の荷重を順次叉は持たせること
ができ、所定の降伏変位、降伏筒型を適宜設定すること
ができる。

次に、第１２図および第１３図を参照して第４実施例に
ついて説明する。この第４実施例の免震装置りは、積層
ゴム４０の周囲に、それぞれ四つずつの免震ダンパー４
３・・・、４４・・・、４５・・・が、共通のプレート
４６．４７間に取り付けられた構成となっている。すな
わち、プレート４６．４７の中央部には、建屋１２の鉛
直荷重を受ｉＪ持つ積層ゴム４０が取り付けられている
。また、基礎１１に固定される下側のプレート４６には
、積層ゴム４０の周囲に、各免震ダンパー４３．４４．
４５の鋼材４３ａ、４４ａ、４５ａの基端が固定されて
取り付けられている。鋼材４３ａの先端部は、建＠１２
に固定される上側のプレート４７に固定され、鋼材４４
ａ、４５ａの先端部は、プレート４７に取り付けられて
いる環状のギャップ機構４４ｂ、４５ｂ内に位置するよ
うにされている。ギャップ機構４４ｂ、４５ｂ内面と鋼
材４４ａ、４５ａとの間には、それぞれ隙間ｇ　＋　＋
　ｇ　！が形成されている。

この免震装置りによれば、上述した各実施例の場合と同
様の作用効果が得られるばかりでなく、積層ゴム４０と
複数の免震ダンパー４３．４４．４５が一体となってい
るので、基礎１１と建屋１２間にこの免震装置りを配設
するのみで総ての免震ダンパーを設置することができ、
工事の簡略化を図ることができる。

以上、この発明の実施例について説明したが、この発明
は上記実施例に限定されるものではない。

たとえば、上記実施例ではいずれも従来の免震ダンパー
と本発明の免震ダンパーとを組み合わせて用いるように
したが、本発明の免震ダンパーのみを用いることでも勿
論良い。また、上記実施例では本発明の免震ダンパーを
、ギャップ寸法の異なる二種類のみ用いた例について説
明したが、要求される降伏変位、降伏荷重、復元力特性
に応じて、種々のギャップ寸法を有する多数の免震ダン
パーを適宜組み合わせるようにすれば良い。さらに、本
発明は、構造物の免震のみならず、振動特性の異なる二
部材間の免震を目的として広く用いることができるもの
である。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、基端が
固定された鋼材の先端部を、二部材間の相対変位が所定
量に達した時に、ギャップ機構の内周部に当接するよう
にしたので、任意の降伏荷重、降伏変位を適宜設定する
ことが可能となり、所定の復元力特性を容易に得ること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１３図はこの発明の実施例を示す図である。 第１図〜第５図は第１実施例を示し、第１図はこの第１
実施例の免震装置の構成を示す立断面図、第２図は第１
図■−■線視平断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）はそれぞ
れこの免震装置において用いられる各免震ダンパーの復
元力特性図、第４図（ａ）〜（ｅ）はこの免震装置の作
用を説明するための図、第５図はこの免震装置の復元力
特性を示す図である。 第６図は第２実施例の免震装置を示す立断面図である。 第７図〜第１１図は第３実施例を示し、第７図はこの第
３実施例の免震装置の構成を示す立面図、第８図は第７
図■−■線視平断面図、第９図は第７図■部の拡大立断
面図、第１（）図は第９図Ｘ−Ｘ線視図、第１１図は第
９図Ｘ［−ＸＩ線線図図ある。 第１２図〜第１３図は第４実施例を示し、第１２図はこ
の第４実施例の免震装置の立面図、第１３図は平断面図
である。 第１４図〜第１５図は従来の免震ダンパーによる免震装
置を示し、第１４図（ａ）〜（ｃ）はこの免震装置の作
用を説明するための図、第１５図はこの免震装置の復元
力特性を示す図である。 １１・・・・・・基礎（一方の部材）、１２・・・・・
・建屋（他方の部材）、１４．１５・・・・・免震ダン
パー、１４ａ。 １５ａ・・・・・・鋼材、＋４ｂｊ５ｂ・・・・・・ギ
ャップ機構、２４．２５・・・・・免震ダンパー、２４
ａ、２５ａ・・・・・・鋼材、２４ｂ、２５ｂ・・・・
・・ギャップ機構、３４．３５・・・・・・免震ダンパ
ー、３４ａ、３５ａ・・・・・・鋼材、３４ｂ。 ３５ｂ・・・・・・挿通孔（ギャップ機構）、４４．４
５・・・・・・免震ダンパー、４４　ａ、　４５　ａ−
−鋼材、４４ｂ、４５ｂ・・・・・・ギャップ機構、ｇ
＋、ｇｔ・・・・・・隙間。 第１図 第２図 第３図 第　４　も 第　６　図 第　７　図 第９図 箪、０図　　　第１１図 第１２図 箪１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに対向する二つの部材間に設けられて、これら二つ
   の部材の対向面に沿う方向の相対的な振動を抑制する免
   震ダンパーであって、前記二つの部材の一方に、先端部
   が他方の部材に向って延びる棒状の鋼材の基端部を固定
   し、前記二つの部材の他方には、前記鋼材の先端部に対
   向する位置に、前記鋼材の先端部周囲と所定間隔の隙間
   を有する状態でその鋼材の先端部を内包する環状のギャ
   ップ機構を固定してなり、前記二つの部材の相対変位が
   所定量に達した時に、鋼材の先端部とギャップ機構の内
   周部が当接するようにしたことを特徴とする免震ダンパ
   ー。