JPS6350322Y2 - - Google Patents

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JPS6350322Y2
JPS6350322Y2 JP1982154923U JP15492382U JPS6350322Y2 JP S6350322 Y2 JPS6350322 Y2 JP S6350322Y2 JP 1982154923 U JP1982154923 U JP 1982154923U JP 15492382 U JP15492382 U JP 15492382U JP S6350322 Y2 JPS6350322 Y2 JP S6350322Y2
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laminate
core
core body
cavity
seismic isolation
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、構造物(建物、据付け機械を含む)
とその基礎との間、構造物の柱、梁のそれぞれの
中間、又は、構造物の柱と梁の取合い部等に設け
られる免震構造体に関する。
[Detailed description of the invention] (Industrial application field) This invention is applicable to structures (including buildings and installed machinery).
It relates to a seismic isolation structure that is installed between a structure and its foundation, between the columns and beams of a structure, or at the joint between a column and a beam of a structure.

(従来の技術) 構造物の耐震設計手段として、構造物全体を剛
強に構成し、大きな地震力に抵抗させる剛構造
と、構造物の靭性を高めその周期を長くして、構
造物に作用する地震力を小さくしようとする柔構
造及び構造物に加わる地震の効果自体を減ずる免
震構造とがある。
(Prior art) As a seismic design method for structures, we have developed a rigid structure that makes the entire structure strong and resists large seismic forces, and a rigid structure that increases the toughness of the structure and lengthens its cycle to act on the structure. There are flexible structures that attempt to reduce seismic forces and seismic isolation structures that reduce the effects of earthquakes on structures.

ここで、免震構造は地震の特性を利用したもの
である。
Here, the base isolation structure utilizes the characteristics of earthquakes.

即ち、地震の特性として、変位応答倍率は系の
周期が大きくなると増大し、加速度応答値は逆に
減少する傾向がある。
That is, as a characteristic of earthquakes, the displacement response magnification increases as the period of the system increases, while the acceleration response value tends to decrease.

そこで、免震構造は、その水平バネ係数のみを
特に小さくして系全体の周期を増大させることに
より、上部構造の入力加速度を減少させ、同時に
上部構造をほとんど剛体に近い並進運動に置換せ
しめ、地震力の入力エネルギーを吸収させるよう
にしたものである。
Therefore, the base isolation structure reduces the input acceleration of the superstructure by particularly reducing only the horizontal spring coefficient and increasing the period of the entire system, and at the same time replaces the superstructure with translational motion that is almost like a rigid body. It is designed to absorb the input energy of seismic force.

このような、免震構造として、第1図、第2図
に示す如く、上下のベースプレート1,2間に、
弾性板3と金属板4とを交互に積層固着した免震
構造体5が知られている。
As such a seismic isolation structure, as shown in Fig. 1 and Fig. 2, between the upper and lower base plates 1 and 2,
A seismic isolation structure 5 in which elastic plates 3 and metal plates 4 are alternately laminated and fixed is known.

この免震構造体5は、構造物とその基礎との間
にそれぞれのベースプレート1,2を連結固着し
て大きな地震動の入力エネルギーを吸収するよう
にしたものである。
This seismic isolation structure 5 has base plates 1 and 2 connected and fixed between the structure and its foundation to absorb the input energy of large seismic motions.

しかしながら、構造物に作用する外力として地
震の他に、風力、鉄道・道路等の路線近傍にあつ
ては車両の走行振動、機械設備にあつてはその稼
働振動及び工事振動等のように種々の振動源があ
る。
However, in addition to earthquakes, there are various external forces that act on structures, such as wind power, vehicle running vibrations near railways, roads, etc., and operating vibrations and construction vibrations for mechanical equipment. There is a source of vibration.

そうすると、上記のような免震構造体5は地震
及びその他の振動源のいずれの場合でも、並進運
動に置換して入力エネルギーを吸収するようにし
ているため、これを建造物に採用したときには、
地震以外の例えば風力によつて建造物が揺動する
ことになり、これは望ましいことではない。
Then, since the seismic isolation structure 5 described above absorbs input energy by replacing it with translational motion in the case of earthquakes and other vibration sources, when this structure is adopted in a building,
The building will be shaken by wind force other than earthquakes, which is not desirable.

又、上述のことは機械設備について考察する
と、計器類の狂いを招くことを意味し、これ又、
望ましいことではない。
In addition, when considering the above-mentioned mechanical equipment, it means that the instruments may become out of order.
That's not desirable.

上記の問題の解決を図つたものとして、特開昭
57−71965号公報にて開示された免震構造体があ
る。これは、鉛直方向に弾性部材を積層した積層
体だけでなく、芯体を設けたものである。この芯
体は、地震以外の風力や軽微な地震程度による積
層体の水平方向の弾性変形を制限し、それ以上の
大きな地震によつて破損され、積層体の弾性変形
の制限を解くものである。これにより、免震の必
要な大きな地震の場合のみ構造物に作用する地震
力を小さくしている。
In an effort to solve the above problem, JP-A-Sho
There is a seismic isolation structure disclosed in Publication No. 57-71965. This is not only a laminate in which elastic members are stacked vertically, but also a core. This core restricts the horizontal elastic deformation of the laminate due to wind force or minor earthquakes other than earthquakes, and is damaged by larger earthquakes, removing the restrictions on the elastic deformation of the laminate. . This reduces the seismic force that acts on the structure only in the case of a large earthquake that requires seismic isolation.

(考案が解決しようとする課題) 上記公報にて開示された免震構造体では、芯体
は積層体の外部に離間して配置されたものであ
る。そのため、芯体が地震により破損した場合
に、その破片が飛散し、その後の回収が面倒なも
のとなり、また、機械設備等に用いる場合は芯体
破片が人間に当たらないように飛散防止カバー等
を設ける必要があり、部品点数、製作コスト等が
望大する。
(Problems to be Solved by the Invention) In the seismic isolation structure disclosed in the above-mentioned publication, the core is arranged at a distance from the outside of the laminate. Therefore, if the core is damaged due to an earthquake, the fragments will scatter, making subsequent recovery troublesome.In addition, when used in mechanical equipment, etc., shatterproof covers should be used to prevent core fragments from hitting people. This increases the number of parts, manufacturing costs, etc.

本考案は上記問題点を解決することを目的とす
る。
The present invention aims to solve the above problems.

(課題を解決するための手段) 本考案の特徴とするところは、鉛直方向に弾性
部材を積層した積層体9と、芯体13とを備えた
免震構造体であつて、積層体9は鉛直方向と水平
方向とに弾性変形可能とされ、芯体13は積層体
9の水平方向の弾性変形を制限すると共に所定値
以上の力を受けると破損されてその制限を解くも
のにおいて、積層体9の内部に密閉された空洞部
12が形成され、この空洞部12内に前記芯体1
3が配置され、芯体13の鉛直方向一端は空洞部
12の内壁に固着されると共に、芯体13の外周
と他端とは空洞部12の内壁に対し隙間が設けら
れている点にある。
(Means for Solving the Problems) The present invention is characterized by a seismic isolation structure comprising a laminate 9 in which elastic members are laminated in the vertical direction and a core 13. The laminate is capable of elastic deformation in the vertical and horizontal directions, and the core 13 limits the horizontal elastic deformation of the laminate 9, and breaks when subjected to a force exceeding a predetermined value, releasing the restriction. A sealed cavity 12 is formed inside the core body 9 , and the core body 1 is placed inside the cavity 12 .
3 is arranged, one vertical end of the core 13 is fixed to the inner wall of the cavity 12, and a gap is provided between the outer periphery and the other end of the core 13 with respect to the inner wall of the cavity 12. .

(作用) 芯体13は密閉された空洞部12内に配置され
ているため、破片が飛散することはない。
(Function) Since the core body 13 is disposed within the sealed cavity 12, fragments will not be scattered.

空洞部12は積層体9の内部に形成され、芯体
13の飛散防止カバー等を別途設ける必要がな
い。
The cavity 12 is formed inside the laminate 9, and there is no need to separately provide a scattering prevention cover or the like for the core 13.

芯体13は単に空洞部12内に配置しただけで
は、所定値以上の地震力により破損することはな
い。そのため、芯体13の一端は空洞部12に内
壁に固着され、外周と他端とは内壁に対し隙間が
設けられている。これにより、地震の際の積層体
9の変形により芯体13は、空洞部12の内壁に
よつて押されて変形し、ついには破損することに
なる。
If the core body 13 is simply placed within the cavity 12, it will not be damaged by seismic force exceeding a predetermined value. Therefore, one end of the core body 13 is fixed to the inner wall of the cavity 12, and a gap is provided between the outer periphery and the other end with respect to the inner wall. As a result, the core body 13 is pushed and deformed by the inner wall of the cavity 12 due to the deformation of the laminate 9 during an earthquake, and eventually breaks.

実施例 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳述す
る。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第3図乃至第5図は本考案の第1実施例を示
し、6は免震構造体で、上下ベースプレート7,
8間に水平方向及び鉛直方向のそれぞれに弾性変
形可能な積層体9を備えている。
3 to 5 show a first embodiment of the present invention, 6 is a seismic isolation structure, upper and lower base plates 7,
A laminate 9 that can be elastically deformed in the horizontal and vertical directions is provided between the 8 and 8 spaces.

本実施例では、積層体9は、天然ゴム、合成ゴ
ム、或いはゴム弾性を有するプラスチツクに補強
剤、軟化剤、硬化剤、老化防止剤等を配合してな
る弾性板10と、金属板11とを接着剤等で接合
一体化したものを示している。
In this embodiment, the laminate 9 includes an elastic plate 10 made of natural rubber, synthetic rubber, or plastic with rubber elasticity mixed with a reinforcing agent, a softener, a hardening agent, an anti-aging agent, etc., and a metal plate 11. The figure shows a product that has been joined together with an adhesive or the like.

積層体9の内部は空洞部12が形成され、該空
洞部12内には、芯体13が設けられている。こ
の芯体13は、その下端が、空洞部12の内壁を
構成するベースプレート8に固着されている。そ
して、芯体の外周と上端とは、空洞部12の内壁
を構成する積層体9の内周とベースプレート7と
に対し隙間15が設けられている。これにより、
積層体9が水平方向にある程度弾性変形すると、
芯体13と空洞部12の内壁とが当接し、積層体
9の水平方向の弾性変形が制限される。
A cavity 12 is formed inside the laminate 9, and a core 13 is provided within the cavity 12. The lower end of the core body 13 is fixed to the base plate 8 that constitutes the inner wall of the cavity 12 . A gap 15 is provided between the outer periphery and the upper end of the core and the inner periphery of the laminate 9 forming the inner wall of the cavity 12 and the base plate 7 . This results in
When the laminate 9 is elastically deformed to some extent in the horizontal direction,
The core 13 and the inner wall of the cavity 12 come into contact with each other, and horizontal elastic deformation of the laminate 9 is restricted.

そして芯体13は、地震以外の例えば風や走行
振動、あるいは、軽微な地震による力を受けた場
合は破損しないが、所定値以上の力、すなわち免
震効果を奏させる必要がある大地震による以上の
力を受けた場合は破損するものとされている。そ
のような大地震が生じた場合は、芯体13は空洞
部12の内壁によつて押されて変形し、ついには
破損する。この芯体13の破損により、積層体9
の水平方向の弾性変形の制限は解除され、免震効
果が発揮される。
The core body 13 will not be damaged if it is subjected to forces other than earthquakes, such as wind, running vibrations, or minor earthquakes, but it will not break if it is subjected to forces exceeding a predetermined value, that is, large earthquakes that require a seismic isolation effect. It is said that if it is subjected to more force than this, it will be damaged. When such a large earthquake occurs, the core body 13 is pushed and deformed by the inner wall of the cavity 12, and eventually breaks. Due to this damage to the core 13, the laminate 9
The restriction on horizontal elastic deformation of is lifted, and the seismic isolation effect is exhibited.

なお、本実施例では芯体13にくびれ部14が
形成され、このくびれ部14で剪断されるもので
ある。しかし、くびれ部14必ずしも形成する必
要はない。くびれ部14を形成する場合は、金属
板11と変形した際に当接する位置に形成するの
がよい。また、芯体13の材質は、金属、ガラ
ス、プラスチツク、セメント、発泡コンクリート
等を用いる。
In this embodiment, a constricted portion 14 is formed in the core body 13, and the core body 13 is sheared at this constricted portion 14. However, the constricted portion 14 does not necessarily need to be formed. When forming the constricted portion 14, it is preferable to form it at a position where it comes into contact with the metal plate 11 when it is deformed. Further, the material of the core body 13 may be metal, glass, plastic, cement, foamed concrete, or the like.

また、積層体9を弾性板10と金属板11との
交互積層固定で構成したときには、弾性板10の
剪断バネ係数を6Kg/cm2以下とし、且つその厚み
を6mm以下にすることが望まし。
Furthermore, when the laminate 9 is configured by fixing the elastic plates 10 and metal plates 11 in alternating layers, it is desirable that the shear spring coefficient of the elastic plates 10 be 6 kg/cm 2 or less and the thickness be 6 mm or less. .

第6図に示す第2実施例では、芯体13を空洞
部12に複数本、対角配置で設けたものであり、
その余の構成は前記第1実施例と同じである。
In the second embodiment shown in FIG. 6, a plurality of core bodies 13 are provided in the cavity 12 in a diagonal arrangement,
The rest of the configuration is the same as the first embodiment.

第7図、第8図に示す第3実施例及び、第9
図、第10図に示す第4実施例は積層体9の構成
が異なり、その他は、第1実施例、第2実施例と
同じである。
The third embodiment shown in FIGS. 7 and 8, and the ninth embodiment
The fourth embodiment shown in FIGS. 1 and 10 differs in the structure of the laminate 9, and is otherwise the same as the first and second embodiments.

この第3実施例では繊維状物質16Aを含むリ
ング状弾性板16の複数を加硫接合一体化して積
層体9を構成したものであり、ここで、繊維状物
質16Aとしては、ナイロン、レーヨン、ビニロ
ン、ポリエステル等の有機繊維、ガラス繊維、炭
素繊維、金属繊維等の無機繊維であり、該繊維状
物質16Aを第3実施例では所謂スダレ状に、第
4実施例では編織状として弾性板16に埋入して
いる。
In this third embodiment, a laminate 9 is constructed by integrating a plurality of ring-shaped elastic plates 16 containing a fibrous material 16A by vulcanization bonding, and the fibrous material 16A is made of nylon, rayon, The elastic plate 16 is made of organic fibers such as vinylon, polyester, etc., or inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, metal fibers, etc., and the fibrous material 16A is made into a so-called sagging shape in the third embodiment, and in a knitted or woven shape in the fourth embodiment. It is embedded in.

例えば、繊維状物質(コード)間に、あらかじ
めゴム(弾性物質)をにじませた所謂トツピング
コードの複数を積層させておき、金型内で加硫熱
接合一体化したり、上下プレスで一体化したり、
又、直接蒸気雰囲気中で加硫せしめて接合一体化
しているのである。
For example, a plurality of so-called topping cords in which rubber (elastic substance) has been oozed in advance are layered between fibrous substances (cords), and they are vulcanized and bonded together in a mold, or they are integrated by upper and lower presses. or become
In addition, they are directly vulcanized in a steam atmosphere to join and integrate.

第11図に示す第5実施例は、スダレ状の繊維
状物質16Aを有するリング状弾性板16と該物
質16Aを有しないリング状弾性板17とを加硫
接合一体化したものであり、この第5実施例は、
前記第4実施例にも応用できる。
In the fifth embodiment shown in FIG. 11, a ring-shaped elastic plate 16 having a sagging fibrous substance 16A and a ring-shaped elastic plate 17 not having the substance 16A are integrated by vulcanization. The fifth example is
It can also be applied to the fourth embodiment.

第12図に示す第6実施例は、弾性板18とし
て軟質ゴムの未加硫ゴム若しくは熱可塑性弾性高
分子で構成し、硬質層19として金属もしくはプ
ラスチツク板を用いて、これらを接着剤で接合し
て積層体9を構成したものである。
In the sixth embodiment shown in FIG. 12, the elastic plate 18 is made of unvulcanized soft rubber or thermoplastic elastic polymer, and the hard layer 19 is made of metal or plastic, and these are bonded with adhesive. The laminate 9 is constructed in this manner.

この場合、弾性板18はその一層分として種々
の形状、厚み、弾性率のものを予じめ加硫せしめ
て準備しておき、本実施例では積層体9が断面台
形状となるように、硬質層19と接着剤で貼り合
せたものである。
In this case, the elastic plates 18 are prepared in advance by vulcanizing various shapes, thicknesses, and moduli of elasticity for each layer, and in this embodiment, the laminate 9 is made to have a trapezoidal cross section. It is bonded to a hard layer 19 using an adhesive.

なお、前記第1実施例及び第6実施例におい
て、金属板11又は硬質層19の厚みは、免震構
造体6の受ける最大剪断率の2倍時に塑性変形を
しないための充分な剛性を有する厚みとされる。
In addition, in the first embodiment and the sixth embodiment, the thickness of the metal plate 11 or the hard layer 19 has sufficient rigidity to prevent plastic deformation at twice the maximum shear rate that the seismic isolation structure 6 receives. It is considered to be thick.

具体的には弾性板10又は18の厚み6mm以下
で、剪断弾性率6Kg/cm2以下のとき、金属板11
又は硬質層19の厚みを3mm以上とするのであ
る。
Specifically, when the elastic plate 10 or 18 has a thickness of 6 mm or less and a shear modulus of elasticity of 6 kg/cm 2 or less, the metal plate 11
Alternatively, the thickness of the hard layer 19 is set to 3 mm or more.

この実施例を示す。 An example of this is shown.

免震構造体6が300mmφ、弾性板が12層で金属
板が13層のとき、該金属板がSS40,500%剪断時
に、該金属板の厚みが1mm、2mmのときは弾性板
と金属板との剥離、金属板の永久歪があつたが、
金属板厚みが3mm、4mmのときは、前記剥離、永
久歪がなかつた。
When the seismic isolation structure 6 is 300 mmφ, has 12 layers of elastic plates, and 13 layers of metal plates, when the metal plates are sheared at SS40 and 500%, and when the thickness of the metal plates is 1 mm and 2 mm, the elastic plates and metal plates There was peeling and permanent distortion of the metal plate, but
When the metal plate thickness was 3 mm and 4 mm, there was no peeling or permanent deformation.

このことは、面圧50Kg/cm2でプレス加硫した場
合、仕込みゴム量が多いこと2mm以下の金属板で
は歪を受け、このため、プレス圧力を低くする
と、剥離の問題が生じることを意味している。
This means that when press vulcanization is performed at a surface pressure of 50 kg/cm 2 , metal plates of 2 mm or less will be distorted due to the large amount of rubber charged, and therefore, if the press pressure is lowered, peeling problems will occur. are doing.

なお、その他、積層体としてエボナイト層(硬
質剤)と軟質ゴム層とで構成し、鉛直方向バネ係
数と水平方向バネ係数との比を高くとりながら、
免震効果を奏するものにもできる。
In addition, the laminate is composed of an ebonite layer (hard agent) and a soft rubber layer, and while maintaining a high ratio of vertical spring coefficient to horizontal spring coefficient,
It can also be used to provide seismic isolation.

この場合、エボナイト層とは、ゴム100部に対
して28部以上の硫黄を結合させたものをいい、軟
質ゴム層とはゴム100部に対して1〜10部の硫黄
若しくは酸化物よりなる架橋剤を結合させたもの
をいう。
In this case, the ebonite layer refers to a layer in which 28 parts or more of sulfur is bonded to 100 parts of rubber, and the soft rubber layer refers to a cross-linked layer made of 1 to 10 parts of sulfur or oxide to 100 parts of rubber. It refers to a product in which the agent is combined.

また、積層体を加硫接合する前記いずれかの実
施においては、これを接着する実施例に比べて、
形状融通性が優れ、生産性を大幅に向上すること
ができる。
In addition, in any of the above embodiments in which the laminate is vulcanized and bonded, compared to the embodiment in which the laminate is bonded,
It has excellent shape flexibility and can greatly improve productivity.

(考案の効果) 本考案によれば、芯体破損により、所定の大地
震の場合にのみ免震効果を奏する免震構造体とし
た場合に、芯体を密閉された空洞部内で破損する
ものとしたので、芯体破片が飛散することはな
く、その回収の手間はない。
(Effects of the invention) According to the invention, when a base isolation structure is constructed that exhibits a seismic isolation effect only in the case of a predetermined large earthquake, the core is damaged within a sealed cavity. Therefore, the core fragments will not be scattered and there is no need to collect them.

また、積層体の内部を空洞部とし、その空洞部
内で芯体が破損可能な構成としたので、別途芯体
破片の飛散防止手段を講じる必要はなく、部品点
数、製作コスト等の増大を招くことはない。
Furthermore, since the inside of the laminate is hollow and the core can be broken within this hollow, there is no need to take any additional measures to prevent core fragments from scattering, and there is no increase in the number of parts, production costs, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例の正面図、第2図は第1図の平
面図、第3図から第12図は本考案の実施例であ
り、第3図は第1実施例の正面図、第4図はその
平面図、第5図はその縦断面図であり、第6図は
第2実施例の平面図、第7図は第3実施例の縦断
面図、第8図は同じく平面図、第9図は第4実施
例の縦断面図、第10図は同じく平面図、第11
図は第5実施例の縦断面図、第12図は第6実施
例の縦断面図である。 6……免震構造体、9……積層体、12……空
洞部、13……芯体。
Fig. 1 is a front view of the conventional example, Fig. 2 is a plan view of Fig. 1, Figs. 3 to 12 are embodiments of the present invention, and Fig. 3 is a front view of the first embodiment; Fig. 4 is a plan view thereof, Fig. 5 is a longitudinal sectional view thereof, Fig. 6 is a plan view of the second embodiment, Fig. 7 is a longitudinal sectional view of the third embodiment, and Fig. 8 is a plan view thereof. , FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of the fourth embodiment, FIG. 10 is a plan view of the fourth embodiment, and FIG.
The figure is a longitudinal sectional view of the fifth embodiment, and FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the sixth embodiment. 6... Seismic isolation structure, 9... Laminated body, 12... Cavity, 13... Core body.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 鉛直方向に弾性部材を積層した積層体9と、芯
体13とを備えた免震構造体であつて、積層体9
は鉛直方向と水平方向とに弾性変形可能とされ、
芯体13は積層体9の水平方向の弾性変形を制限
すると共に所定値以上の力を受けると破損されて
その制限を解くものにおいて、積層体9の内部に
密閉された空洞部12が形成され、この空洞部1
2内に前記芯体13が配置され、芯体13の鉛直
方向一端は空洞部12の内壁に固着されると共
に、芯体13の外周と他端とは空洞部12の内壁
に対し隙間が設けられていることを特徴とする免
震構造体。
A seismic isolation structure comprising a laminate 9 in which elastic members are stacked vertically and a core 13, the laminate 9
is said to be elastically deformable in the vertical and horizontal directions,
The core body 13 limits horizontal elastic deformation of the laminate 9 and breaks when subjected to a force exceeding a predetermined value to release the restriction, and a sealed cavity 12 is formed inside the laminate 9. , this cavity 1
The core body 13 is disposed inside the core body 13, one vertical end of the core body 13 is fixed to the inner wall of the cavity part 12, and a gap is provided between the outer periphery and the other end of the core body 13 with respect to the inner wall of the cavity part 12. A seismic isolation structure characterized by:
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