TW200925362A - Seismic isolation system for structures - Google Patents

Description

200925362 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域3 發明領域 - 本發明是有關於一種用於結構體之地震隔離系統。 ， 5 本申請案主張日本專利申請號碼2007-279149,申請曰 為2007年10月26曰之優先權，該申請案的全部内文在此以 參考方式併入。 【先前技術3 ^ 發明背景 10 傳統上，在結構體中，例如建築物、橋樑、高架道路 及高架鐵路，會以一地震隔離裝置放置於一上段部，例如 一結構體的建築物架體，與一下段部，例如結構體的地基 之間，藉以當暴露於大量能量時，例如當地震發生時，可 減輕該上段部對該下段部之震動。舉例來說，以下專利文 15 獻1至3已揭露一種地震隔離裝置，其與位於上段部與下段 _ 部之間的一隔離體及一減震機構相結合。 於上述地震隔離裝置中，以交互堆疊的金屬板與板狀 彈性體所製成之該隔離體是設置於該上段部與下段部之 間，且固定於該兩者。該上段部是經由該隔離體受該下段 20 部所支撐。一減震機構的構造具有數以彈性塑膠材質所製 成之地震隔離構件（彎曲構件）。該等數地震隔離構件是規 律地放置於該隔離體附近（例如，以徑向方式），且該等地 震隔離構件是個別固定，更具體而言，其一端是固定於該 上段部而另一端是固定於該下段部。於該減震機構中，當 200925362 大量能量作用於-結構體上時，舉例來說在地震時該上段 部以水平方向相對於該下段部震動時，地震隔離構件會二 受塑性變形來吸收地震能量。換言之，進來至該上段部的 能量被吸收，使得該等地震隔離構件可經受塑性變形。 5 ❹ 10 15 ❹ 專利文獻1:日本專利號碼3533110 專利文獻2 :曰本專利號碼3543004 專利文獻3 :日本公開未審查專利中請 2004-340301

C發明内容;J 發明概要 本發明可解決的問題 於使用上述地震隔離裝置之結構中，對於大量能量如 地震的作用，該地震隔離構件的1曲部會變形以向外延 展，且可被带至與該上段部或該下段部相接觸。因此，當 該地震隔離構件被带至與該上段部或該下凡 該地震隔離構件會遭受到一局部應力隹 ° * 朱$，而導致有效吸 收地震能量之纽ϋ地，該地以離構件可能會損 害。 本發明已針對上述情況來製成，其目的是在於提供一 種用於結構體之地震隔離系統，可有致〇及收地震能量，而 不會妨礙地震隔離構件的塑性變形。 解決問題的手段 本發明中的用於結構體之地震隔離系統，設置有一地 震隔離裝置…結構體的-上段部及該結構體的-下段 20 200925362 ' 冑’該下段部是經由該地震隔離裝置支_上段部。該地 震_裝置設置有數前形地震_構件、—⑽地震隔離 • 構件的—端固定之第一麵合板，及—供該地震隔離構件的 另-端固定之第二搞合板。一容許該地震隔離構件可塑性 5變形之逃脫部是形成於該上段部與該下段部至少其一者 上。 ，於本發明中，由於容許該地震隔離構件可塑性變形之 © 該逃脫部是形成於該上段部與該下段部至少其一者上，因 此即使在大量能量作用，例如地震時，該地震隔離構件的 10 1曲部變形因而向外延展，該地震隔離構件將不會與該 上段部或該下段部相接觸。因此，該地震隔離構件不會有 機會遭^:到-局部應力集中，且因而使得本發明的地震隔 離系統可有效吸收地震的能量。 本發明的優點功效 根據本發明的地震隔離系統’不會妨礙該地震隔離構 ® 到塑性變形，目此能有效吸收地震的能量。 : 圖式簡單說明 第1圖疋顯示本發明的地震隔離系統所構成的地震隔 離裴置之透視圖； 2〇 第2圖是本發明的地震隔離系統所構成的地震隔離裝 置之平面圖； 第3圖疋顯示該地震隔離裝置的地震隔離構件之透視 圖； 第4圖疋顯示本發明的地震隔離系統之橫剖圖；及 200925362 第5圖是顯示當地震能量作用於本發明的地震&離系 統上而導致該地震隔離構件塑性變形狀態之橫剖圖。” 參考符號的說明 1 :地震隔離裝置 5 Ο 10 15 ❹ 10,10A，10B，10C，10D :地震隔離構件 20 :第一耦合板 30 :第二耦合板 A :上段部 AS :逃脫部 B :下段部 BS :逃脫部 【實施方式3 較佳實施例之詳細說明 兹將配合參考第1至5圖說明本發明用於結構體之地震 隔離系統之一實施例。 於第1及2圖所顯示之地震隔離裝置1設置有八個地震 隔離構件10、一供各該等地震隔離構件1〇的一端u固定之 第一耦合板20，及一供各該等地震隔離構件1〇的另—端口 固定之第二耦合板30。 如第3圖所示’該地震隔離構件1〇是一窄桿狀鋼材製品 且於其中間部彎折而自側邊觀之時是成一寬度較其他 部分大之撐架部13及14是分別設置於該地震隔離構件1〇的 兩對端11及12上。不包含該等撐架部13及14之該地震隔離 構件10的成形是，在愈靠近遠離該撐架部13的中心處之圓 20 200925362 弧部，其橫截面積逐漸變小。同樣地，該地震隔離構件10 的成形是’在愈靠近逮離該撐架部14的中心處之圓弧部， 其橫截面積逐漸變小。一穿孔13a及14a是各形成於個別撲 架部13及14上。該地震隔離構件1〇是以上述方式形成由 5於假設能量是以所有方向來到該地震隔離裝置丨，因此欲有 一均等的地震隔離性能恆定地達到，即使當能量是從某些 特定方向來到之情形。 該第一耦合板20是一厚度一致的矩形鋼板，且各地震 隔離構件10的一端11是藉由一螺栓4〇固定於該上表面。供 10該螺栓4〇螺設於内的一螺孔（圖中未顯示）是形成於該第 一耦合板20的上表面上。多數柱螺栓21是直立組裝於該第 一耦合板20的下表面上。 §玄第一麵合板3〇亦為一厚度一致的矩形鋼板，且各地 震隔離構件10的另一端12是藉由一螺栓40固定於該下表 15面。供該螺栓40螺設於内的一螺孔（圖中未顯示）是形成 於該第二麵合板3〇的下表面上。多數柱螺栓31是直立組裝 於該第·一柄合板30的上表面上。 於八個地震隔離構件10中，二地震隔離構件1〇A是以沿 該第一耦合板20的一側20a相等間隔放置且亦導向於垂直 2〇該侧20&的方向上，以其一端11藉由一螺栓40固定於該第一 耦合板20的上表面。並且，此等二地震隔離構件1〇A是以沿 該第二耦合板30的一側30a相等間隔放置且亦導向於垂直 該侧30a的方向上，以其另一端12藉由該螺栓4〇固定於該第 二輛合板30的下表面。 200925362 5 〇 10 15 φ 於八個地震隔離構件10中，另二地震隔離構件1〇Β與上 述二構件不同，是以沿與固定該等地震隔離構件10Α的侧 20a相鄰之一側2〇b相等間隔放置，且亦導向於垂直該側2〇b 的方向上，以其一端11藉由該螺栓40固定於該第一耦合板 2〇的上表面。並且，此等二地震隔離構件1〇B是以沿與固定 該等地震隔離構件10A的側30a相鄰之—侧3%相等間隔放 置’且亦導向於垂直該側3〇b的方向上，以其另一端12藉由 該螺栓40固定於該第二辆合板3〇的下表面。 於八個地震隔離構件10中，另二地震隔離構件1〇c與上 述二構件不同，是以沿與固定該等地震隔離構件i〇B的側 20b相鄰之一側2〇c相等間隔放置，且亦導向於垂直該側2〇c 的方向上，以其一端u藉由該螺栓4〇固定於該第一耦合板 的上表面並且，此等二地震隔離構件10C是以沿與固定 該等地震隔離構件10B的側30b相鄰之一侧30c相等間隔放 置，且亦導向於垂直該側30c的方向上，以其另一端12藉由 該螺检40固定於該第二耦合板30的下表面。 於八個地震隔離構件10中，剩下的二地震隔離構件1〇 與上述二構件不同’是以沿與固定該等地震隔離構件10C 的側20c相鄰之一側2〇d相等間隔放置，且亦導向於垂直該 側20d的方向上，以其—端丨丨藉由該螺栓4〇固定於該第一耗 合板20的上表面。並且，此等二地震隔離構件10D是以沿與 固定該等地震隔離構件10C的側3Gc相鄰之-側3Gd相等間 隔放置，且亦導向於垂直該側30d的方向上，以其另—端12 藉由該螺栓40固定於該第二耦合板30的下表面。 20 200925362 5 φ 10 15 ❹ 20 該等二地震隔離構件10Α及其他二地震隔離構件㈣ 是固定於該第一耦合板20及該第二耦合板3〇。該等地震隔 離構件10Α的配置是使得該等地震隔離構件l〇A的彎曲部 自該第一耦合板20與該第二耦合板3〇之間以一方向（亦 即，以第2圖雙頭箭頭X所指的正向方向）凸出。該等地震 隔離構件1 〇 c的配置是使得該等地震隔離構件丨〇 c的彎曲 部自該第一耦合板20與該第二耦合板3〇之間以與該等地震 隔離構件10A的方向相反之方向（亦即，以第2圖雙頭箭頭 X所指的反向方向）凸出。 又，此等二地震隔離構件10B及另二地震隔離構件1〇D 亦固定於該第一耦合板2〇及該第二耦合板3〇。該等地震隔 離構件10B的配置是使得該等地震隔離構件1〇B的彎曲部 自該第一耦合板20與該第二耦合板30之間以一方向（亦 即’以第2圖雙頭箭頭Y所指的正向方向）凸出。該等地震 隔離構件10D的配置是使得該等地震隔離構件1〇D的彎曲 部自該第一耦合板2〇與該第二耦合板3〇之間以與該等地震 隔離構件10B的方向相反之方向（亦即，以第2圖雙頭箭頭 γ所指的反向方向）凸出。 該第一耦合板20及該第二耦合板30的位置是使得所有 四侧當自上方觀之時是相互對齊。 上述構成的地震隔離裝置1是根據以下步驟，設置於一 上段部A，例如一建築物框架，與一下段部B，例如結構體 的—地基之間，舉例來說，建築物、橋樑、高架道路及高 架鐵路。 11 200925362 於上述結構體中，首先，將該地震隔離裝置1放置於該 下权郤B上。如上所述，將該等柱螺栓幻直立組裝於該地震 隔離裝置1中該第一耦合板2〇的下表面上，且以將該等柱螺 栓21埋置於該下段部B内的方式，將該地震隔離裝置丨固定 5 於該下段部B。 接著，將該上段部A放置於該地震隔離裝置丨上。如上 所述，將柱螺栓31直立組裝於該地震隔離裝置丨中之第二耦 合板30的上表面上，且將該地震隔離裝置丨以使該等柱螺栓 31埋置於該上段部a内的方式固定於該上段部A。

10 除此之外，將該等柱螺栓21耦接於設置在該下段部B 内侧的強化鋼，藉此該地震隔離裝置丨可更強固地耦接於該 下段部B。同樣地，將該等柱螺栓31耦接於設置在該上段部 A内側的強化鋼，藉此該地震隔離裝置丨可更強固地耦接於 該上段部A。 15 如第4圖所示，該下段部B於該地震隔離構件10底下的 部位處設置有階部。各該等階部構成一逃脫部Bs，以使該 地震隔離構件可塑性變形。該逃脫部Bs是形成較該下段部b 的上表面，亦即該地震隔離裝置1的第一柄合板2〇所固定之 部位為低一階，藉以於該地震隔離構件1〇的圓弧部與其本 2〇 身之間提供一較寬的空間。 該上段部A於該地震隔離構件1〇上方的部位處設置有 階部。各該等階部構成一逃脫部As，以使該地震隔離構件 可塑性變形。該逃脫部As是形成較該上段部A的下表面， 亦即該地震隔離裝置1的第二耦合板30所固定之部位為高 12 200925362 • 一階，藉以於該地震隔離構件ίο的圓弧部與其本身之間提 供一較寬的空間。 於上述架構的用於結構體之地震隔離系統中，若有大 量能量，例如地震作用於包含有該上段部A與該下段部B之 ' 5結構體上時，如第5圖所示，該上段部A會以圖中X方向施 '加震動予該下段部B，該地震隔離構件1〇會塑性變形，而會 * 以使一端11與另一端相分隔的方向位移，藉以消耗進來至 〇 遠上段部A之能量。因此，即可減輕該上段部A的震動。 又，於此例中，即使該地震隔離構件1〇呈圓弧形的彎 10曲部會變形而向外㈣’該地震隔離構件1Q仍將不會與該 上段部A或該下段部B相接觸，如此是由於該上段部A上的 逃脫部As及該下段部B上的逃脫部Bs的形成之故。因此， 不會妨礙該地震隔離構件1〇受到塑性變形或不會有局部應 15力集中發生在該地震隔離構件丨〇上。藉此，上述地震隔離 系统可有效地吸收地震的能量。 ® 當然，任何其他建築物框架結構體或構件，例如管路 (未顯示）不設置於該等逃脫部As、出上。如此是由於這 些構件，若設置於上，將會與該地震隔離構件1〇接觸而妨 礙塑性變形。 20 到目前為止已說明本發明的較佳實施例，然而，本發 明不限制為此。本發明可為所述構造的增加、省略及替換 者，及在不脫離本發明主旨的範圍中之其他變更。本發明 不侷限於上述說明，而將僅受附隨申請專利範圍的範圍所 限制。 13 m 200925362 • 本發明的地震隔離系統不僅可放置於結構體，例如建 築物、橋樑、高架道路及高架鐵路中的一地基（一下段部） 與一建築物框架（―上段部）之間，亦可放置於構成以上 • 纟。構體的構件之間。舉例來說，該地震隔離系統可放置於 5構成一建築物的樓板與放置於樓板上的樓面板之間。於此 舒中’該地震隔離系統可吸收仙於樓面板上的能量， 而不是作用於結構體的建築物框架上的能量。同樣地，其 • 亦可放置於構成_的橋墩與放置於橋墩上的橋縱襟之 ❹ 間。 10產業上的應用 本發明是有關於一種用於結構體之地震隔離系統，其 設置有一地震隔離裝置、一結構體的一上段部，及以該地 震隔離裝置支擇該上段部之該結構體的一下段部。該地震 隔離裝置設〇數u形地魏離構件、供該地震隔離構件的 15 一端固定之一第—耦合板，及供該地震隔離構件的另—端 gj定之H合板…容許該地震隔離構件塑性變形之 ® 逃脫部是形成於該上段部及該下段部至少一者上。 «本發明，級*會妨礙該地震隔_件受到塑性 變形’因此可有效吸收地震的能量。 2〇 ί：圖 式簡单说明】 第1圖是顯示本發明的地震隔離系統所構成的地震隔 離裝置之透視圖； 第2圖是本發明的地震隔離系統所構成的地震隔離裝 置之平面圖’· 14 200925362 第3圖是顯示該地震隔離裝置的地震隔離構件之透視 圖， 第4圖是顯示本發明的地震隔離系統之橫剖圖；及 第5圖是顯示當地震能量作用於本發明的地震隔離系 統上而導致該地震隔離構件塑性變形狀態之橫剖圖。 【主要元件符號說明】 1…地震隔離裝置 10(10A-10D)…地震隔離構件 11----端 ❿ 30…第二耦合板 30a-30d…一側 31…柱螺栓 40…螺栓 A…上段部 B…下段部 As^Bs...^^ 部 12…另一端 13，14."撲架部 13ajl4a"·穿孔 20…第一耦合板 20a-20d…一側 21…柱螺栓 15

Claims (1)

1. 200925362 • 十、申請專利範圍： 1. 一種用於結構體之地震隔離系統，包括： 一地震隔離裝置，其具有多數u形地震隔離構件、 - 供該地震隔離構件的一端固定之一第一耦合板，及供該 - 5 地震隔離構件的另一端固定之一第二耦合板； /一結構體的一上段部；及 該結構體的一下段部，其藉由該地震隔離裝置支撐 該上段部，其中 一容許該地震隔離構件塑性變形之逃脫部是形成於 10 該上段部及該下段部至少一者上。

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