TW201805508A - 防震支撐裝置 - Google Patents

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TW201805508A TW106123771A TW106123771A TW201805508A TW 201805508 A TW201805508 A TW 201805508A TW 106123771 A TW106123771 A TW 106123771A TW 106123771 A TW106123771 A TW 106123771A TW 201805508 A TW201805508 A TW 201805508A
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翁令司工業股份有限公司
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Abstract

本發明之防震支撐裝置1具備：積層體7，其具有交互地積層之彈性層2及剛性層3；上板10及下板11，其等安裝於積層體7之積層方向V上之圓環狀之上端面8及下端面9；及鉛塞17，其配置於由彈性層2及剛性層3以及上板10及下板11包圍、且自上板10之下表面12至下板11之上表面13沿積層方向V延伸的中空部14。

Description

防震支撐裝置
本發明係關於一種配置於二個構造物之間用於吸收兩個構造物間之相對水平振動之能量而降低朝構造物之振動加速度的裝置，尤其是關於一種使地震能量衰減而降低地震輸入加速度，從而防止建築物、橋樑等之構造物之損壞的防震支撐裝置。
已知悉具備以下部分之防震支撐裝置，即：積層體，其具有以交互地積層之彈性層及剛性層以及該等彈性層及剛性層之內周面界定之中空部；及鉛塞，其配置於該積層體之中空部。 上述之防震支撐裝置以積層體及鉛塞支撐構造物之鉛直負荷且以鉛塞之塑性變形(剪切變形)使因地震引起之構造物相對於積層體之積層方向之一端的水平方向之振動衰減，另一方面以積層體之彈性變形(剪切變形)抑制相同地因地震引起之積層體之積層方向之一端之水平方向之振動朝構造物的傳遞。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2009-8181號公報
[發明所欲解決之問題] 另一方面，在該種防震支撐裝置中，為了獲得鉛塞而將鉛壓入、填充至積層體之中空部，但被壓入、填充並被積層體之剛性層及彈性層之內周面包圍的鉛塞因彈性層之彈性而被局部地按回，而因該按回在鉛塞產生內壓。 若該產生之鉛塞之內壓與彈性層之剛性關聯而並不充分，則有在防震支撐裝置之防震動作中，在鉛塞之外周面與剛性層及彈性層之內周面之間產生間隙，而無法以鉛塞有效地使振動衰減之虞。 上述之問題在鉛塞中顯著地發生，但並不限定於上述之鉛塞，在以塑性變形吸收振動能量之包含鉛、錫或非鉛系低熔點合金等之阻尼材料的減振體中亦可發生。 本發明係鑒於前述各點而完成者，其目的在於提供一種防震支撐裝置，該防震支撐裝置可無特定間隙地約束配置於積層體之中空部之減振體，其結果為能夠獲得穩定之防震特性，此外能夠避免積層體之彈性層及減振體之疲勞、損壞，因此在耐久性及防震效果以及製造性上尤其優異。 [解決問題之技術手段] 本發明之防震支撐裝置具備積層體、上板和下板、及減振體，且以積層體及減振體支撐施加於上板之積層方向之負荷；上述積層體具有交互地積層之彈性層及剛性層，上述上板和下板安裝於積層體之上端面及下端面，上述減振體配置於由彈性層及剛性層以及上板和下板包圍、且自上板之下表面至下板之上表面沿積層方向延伸之中空部；並且以自基於所支撐之積層方向之負荷之減振體朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)之方式，將減振體配置於中空部。 本發明之防震支撐裝置又為，具備積層體、上板和下板、及減振體，且以積層體及減振體支撐施加於上板之積層方向之負荷，上述積層體具有交互地積層之彈性層及剛性層，上述上板和下板安裝於積層體之上端面及下端面，上述減振體對於該彈性層及剛性層以及上板和下板無間隙地配置於由彈性層及剛性層以及上板和下板包圍、且自上板之下表面至下板之上表面沿積層方向延伸之中空部；並且以自基於所支撐之積層方向之負荷之減振體朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)之方式，將減振體配置於中空部。 本發明之防震支撐裝置更為，具備積層體、上板和下板、及減振體，且以積層體及減振體支撐施加於上板之積層方向之負荷，以減振體之塑性變形使上板對於下板之與積層方向正交之方向的振動衰減，而以積層體之剪切彈性變形抑制下板之與積層方向正交之方向的振動朝上板傳遞；上述積層體具有交互地積層之彈性層及剛性層，上述上板和下板安裝於積層體之上端面及下端面，上述減振體配置於由彈性層及剛性層以及上板和下板包圍、且自上板之下表面至下板之上表面沿積層方向延伸之中空部；並且以自基於所支撐之積層方向之負荷之減振體朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)之方式，將減振體配置於中空部。 並且，本發明之防震支撐裝置為，具備積層體、上板和下板、及減振體，且以積層體及減振體支撐施加於上板之積層方向之負荷，以減振體之塑性變形使上板對於下板之與積層方向正交之方向的振動衰減，而以積層體之剪切彈性變形抑制下板之與積層方向正交之方向的振動朝上板傳遞；上述積層體具有交互地積層之彈性層及剛性層，上述上板和下板安裝於積層體之上端面及下端面，上述減振體對於該彈性層及剛性層以及上板和下板無間隙地配置於由彈性層及剛性層以及上板和下板包圍、且自上板之下表面至下板之上表面沿積層方向延伸之中空部；並且以自基於所支撐之積層方向之負荷之減振體朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)之方式，將減振體配置於中空部。 本發明係基於在以下之防震支撐裝置中可無特定間隙地約束配置於中空部之減振體的見解而完成者，即：若以自所支撐之構造物施加於上板之負荷(鉛直負荷)W使彈性層在積層方向(鉛直方向)上壓縮而使得中空部之高度(積層方向之長度)變低，則減振體按壓彈性層之內周面而局部地朝彈性層在與積層方向正交之方向(水平方向亦即剪切方向)上突出，該突出換言之係基於因減振體朝彈性層之內周面之按壓引起之彈性層之彈性反作用力在減振體產生之內壓，以來自減振體之朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0成為一定之關係之方式將減振體配置於中空部之防震裝置。 在基於上述之見解之本發明之防震支撐裝置中，若以如下之方式將減振體較佳地緊密地配置於中空部，即：表面壓力Pr與表面壓力P0之比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)，較佳的是超過1.00(比Pr/P0＞1.00)，更佳的是1.09以上(比Pr/P0≧1.09)，尤佳的是2.02以上(比Pr/P0≧2.02)，最佳的是2.50以上(比Pr/P0≧2.50)，則能夠提供一種防震支撐裝置，該防震支撐裝置即便在與積層方向正交之方向上之積層體之剪切彈性變形中，仍可利用彈性層及剛性層以及上板和下板無特定間隙地約束配置於中空部之減振體，其結果為能夠獲得穩定之防震特性，此外能夠避免彈性層及減振體之疲勞、損壞，因此在耐久性及防震效果以及製造性上尤其優異。 在本發明中，來自減振體之朝上板之表面壓力Pr因來自構造物之負荷之大小、減振體朝中空部之填充之程度、及彈性層之彈性率或剛性率之高低而增減，在比Pr/P0為1.00以上之防震支撐裝置中，界定中空部之積層體之內周面因減振體適當地咬入彈性層而在該彈性層之位置成為環狀之凹面，在剛性層之位置成為環狀之凸面。 另一方面，在比Pr/P0小於1.00之防震支撐裝置中，容易在界定中空部之彈性層及剛性層以及上板和下板和與其等相接之減振體之外周面之間產生間隙，因而，在防震支撐裝置之作動中，容易在彈性層及剛性層以及上板及下板和減振體之外周面之間產生間隙，而顯示不穩定的防震特性。推測其係由於在積層體中至少在剪切方向(水平方向)上不會無間隙地約束減振體，而在減振體中產生剪切變形以外之變形。 另一方面，亦可知在比Pr/P0為一定以上大之防震支撐裝置、具體而言比Pr/P0大於5.90之防震支撐裝置中，減振體大幅度地咬入彈性層，而彈性層之內周面過度地成為凹面，在該部位之附近之彈性層與剛性層之間的剪切應力變得過大，使彈性層之劣化提前，彈性層之耐久性變差，且為了獲得比Pr/P0大於上述之5.90之防震支撐裝置，必須使減振體朝中空部之壓入極大，而防震支撐裝置之製造為困難。 而且，能夠獲得可以彈性層及剛性層以及上板和下板無特定間隙地約束配置於中空部之減振體，而能夠獲得穩定的防震特性，此外能夠避免彈性層及減振體之疲勞、損壞，且在耐久性及防震效果以及製造性上尤其優異的防震支撐裝置的比Pr/P0因以本發明之防震支撐裝置所防震支撐之建築物及橋樑的各負荷W而存在較佳之範圍，但若該各防震支撐裝置為比Pr/P0≧1.00且比Pr/P0≦5.90，則能夠獲得在小的振動輸入中顯示高剛性、在大的振動輸入中顯示低剛性的功能、即所謂之觸發功能，在此基礎上可尤佳地對應大振幅之地震活動，而且在製造性上極為優異。 在本發明中，減振體在較佳之例中包含以塑性變形吸收振動能量之阻尼材料，上述之阻尼材料可包含鉛、錫或非鉛系低熔點合金(例如選自錫-鋅系合金、錫-鉍系合金及錫-銦系合金的錫含有合金，具體而言為包含錫42～43重量%及鉍57～58重量%之錫-鉍合金等)。 在本發明中，有關上板及在積層方向上最上位之剛性層，在較佳之例中，上板具備：上部凸緣板，其具有上部貫通孔；及上部閉塞板，其在該上部貫通孔中固著於上部凸緣板；且減振體之積層方向之上端面與上部閉塞板之積層方向之下端面無間隙地接觸，減振體之積層方向之上端部之外周面與界定上部貫通孔之上部凸緣板之內周面無間隙地接觸；在另一較佳例中，在積層方向上最上位之剛性層具有第一凹部，該第一凹部在其上表面開口，具有較積層方向之中空部之上部之徑更大之徑，且與該中空部之上部連通；上板具備：上部凸緣板，其具有第二凹部，該第二凹部在其下表面開口且具有與第一凹部之徑相同之徑，且在積層方向上與第一凹部對向；及上部剪切鍵，其在該第二凹部中嵌著於上部凸緣板，而在第一凹部中嵌著於最上位之剛性層；減振體之積層方向之上端部之外周面與界定中空部之上部之最上位之剛性層之內周面無間隙地接觸。 在本發明中，有關下板及在積層方向上最下位之剛性層，在較佳之例中，下板具備：下部凸緣板，其具有下部貫通孔；及下部閉塞板，其在該下部貫通孔中固著於下部凸緣板；減振體之積層方向之下端面與下部閉塞板之積層方向之上端面無間隙地接觸，減振體之積層方向之下端部之外周面與界定下部貫通孔之下部凸緣板之內周面無間隙地接觸；在另一較佳例中，在積層方向上最下位之剛性層具有第三凹部，該第三凹部在其下表面開口，具有較積層方向之中空部之下部之徑更大之徑，且與該中空部之下部連通；下板具備：下部凸緣板，其具有第四凹部，該第四凹部在其上表面開口，具有與第三凹部之徑相同之徑，且在積層方向上與第三凹部對向；及下部剪切鍵，其在該第四凹部中嵌著於下部凸緣板，而在第三凹部中嵌著於最下位之剛性層；減振體之積層方向之下端部之外周面與界定中空部之下部之最下位之剛性層之內周面無間隙地接觸。 上部凸緣板及下部凸緣板之外緣可為圓形或橢圓形，或者，外緣亦可為矩形或方形。 在本發明中，作為彈性層之素材，能夠例舉天然橡膠、矽橡膠、高阻尼橡膠、胺基甲酸酯橡膠或氯平橡膠等，但較佳的是天然橡膠，彈性層之各層較佳的是在無負載狀態(所支撐之積層方向之負荷未被施加至上板之狀態)下具有1 mm～30 mm左右之厚度，但並不限定於此，又，作為剛性層之素材能夠例舉鋼板、碳纖維、玻璃纖維或芳香族聚醯胺纖維等之纖維補強合成樹脂板或纖維補強硬質橡膠板等，剛性層之各層可具有1 mm～6 mm左右之厚度，且，最上位及最下位之剛性層可具有10 mm～50 mm左右之厚度，但並不限定於此，此外，彈性層及剛性層在其個數方面並無特別限定，自所支撐之構造物之負荷、剪切變形量(水平方向變形量)、彈性層之彈性率、預測之朝構造物之振動加速度之大小之觀點而言，只要決定能獲得穩定的防震特性之彈性層及剛性層之個數即可。 又，在本發明中，彈性體及減振體較佳的是圓環狀體及圓柱狀體，但亦可為其他形狀、例如橢圓或方形體及橢圓或方形體，中空部可為一個，但與此替代地，防震支撐裝置可具有複數個中空部，可在該複數個中空部中分別配置減振體來構成防震支撐裝置。此外，有關該等複數個中空部之各者，比Pr/P0無須相同，比Pr/P0可分別不同，且，有關該等複數個中空部之各者，較佳的是比Pr/P0如上述般為1.00以上，但僅有關複數個中空部之一部分，比Pr/P0可為1.00以上。 [發明之效果] 根據本發明能夠提供一種防震支撐裝置，該防震支撐裝置可無特定間隙地約束配置於積層體之中空部之減振體，其結果為能夠獲得穩定的防震特性，此外能夠避免積層體之彈性層及減振體之疲勞、損壞，因此在耐久性及防震效果以及製造性上尤其優異。
以下，基於圖中所示之較佳之具體例說明本發明及其實施形態。此外，本發明不受本具體例任何限定。 圖1至圖3所示之本例之防震支撐裝置1除具備交互地積層之複數個彈性層2及剛性層3外還具備：圓筒狀之積層體7，其具有被覆彈性層2及剛性層3之圓筒狀之外周面4及5之圓筒狀的被覆層6；上板10及下板11，其等安裝於積層體7之積層方向(在本例中亦為鉛直方向)V上之圓環狀之上端面8及下端面9；及作為減振體之鉛塞17，其相對於該彈性層2之內周面15及剛性層3之圓筒狀之內周面16以及上板10之下表面12及下板11之上表面13無間隙地配置於被彈性層2及剛性層3以及上板10及下板11包圍且自上板10之下表面12至下板11之上表面13在積層方向V上延伸的中空部14。 包含厚度t1=2.5 mm之天然橡膠製之圓環狀之橡膠板的彈性層2之各者硫化接著於在積層方向V上對向之剛性層3之積層方向V的上表面及下表面。 在剛性層3中，在積層方向V上最上位及最下位之剛性層3之各者包含厚度t2=20 mm之圓環狀之彼此相同之鋼板，最上位之剛性層3具有：凹部23，其在上表面21開口且被圓筒狀之內周面22界定；及複數個螺孔24，其等相同地在上表面21開口且在圓周方向R上等角度間隔地配置；且被積層方向V上之具有較界定中空部14之上部25之最上位之剛性層3之內周面16之徑更大之徑的內周面22界定的凹部23與該中空部14之上部25連通；最下位之剛性層3具有：凹部28，其在下表面26開口且被與內周面22同徑之圓筒狀之內周面27界定；及複數個螺孔29，其等相同地在下表面26開口且在圓周方向R上等角度間隔地配置；且被積層方向V上之具有較界定中空部14之下部30之最下位之剛性層3之內周面16之徑更大之徑的內周面27界定的凹部28與該中空部14之下部30連通；在積層方向V上配置於最上位之剛性層3與最下位之剛性層3之間之剛性層3之各者包含較最上位及最下位之剛性層3為薄之厚度t3=1.6 mm之圓環狀之彼此相同的鋼板。 被覆層6以其圓筒狀之內周面34硫化接著於外周面4及5，該被覆層6厚度為5 mm左右，包含與彈性層2相同之天然橡膠，且具有圓筒狀之外周面31以及圓環狀之上端面32及下端面33。 上板10具備：圓板狀之上部凸緣板43，其在下表面42具備具有與凹部23之徑相同之徑且在積層方向V上與凹部23對向的凹部41；及上部剪切鍵45，其在凹部41中嵌著於上部凸緣板43，另一方面在凹部23中嵌著於最上位之剛性層3，且具有圓形之下表面44；具有圓筒狀之外周面46之上部凸緣板43除具有凹部41外還具有：複數個貫通孔47，其等在積層方向V上與複數個螺孔24對應地在圓周方向R上等角度間隔地配置；及複數個貫通孔48，其等在外周面46之附近於圓周方向R上等角度間隔地配置；且該上部凸緣板43經由插入貫通孔47之各者並在螺孔24之各者中與最上位之剛性層3螺合之螺栓49固定於最上位之剛性層3，另一方面經由插入貫通孔48之錨螺栓固定於所支撐之上部之構造物。 而且，具備上部凸緣板43及上部剪切鍵45之上板10之下表面12包含下表面42及下表面44，包含上表面21及上端面32之上端面8與下表面12之下表面42無間隙地接觸，鉛塞17以其圓形之上端面51與下表面12之下表面44無間隙地接觸，配置於上部25之鉛塞17之積層方向V上之上端部52之外周面53與最上位之剛性層3之內周面16無間隙地接觸。 下板11具備：圓板狀之下部凸緣板63，其在上表面62具備具有與凹部28之徑相同之徑且在積層方向V上與凹部28對向的凹部61；及下部剪切鍵65，其在凹部61中嵌著於下部凸緣板63，另一方面在凹部28中嵌著於最下位之剛性層3，且具有圓形之上表面64；具有圓筒狀之外周面66之下部凸緣板63除具有凹部61外還具有：複數個貫通孔67，其等在積層方向V上與複數個螺孔29對應地在圓周方向R上等角度間隔地配置；及複數個貫通孔68，其等在外周面66之附近於圓周方向R上等角度間隔地配置；且該下部凸緣板63經由插入貫通孔67之各者並在螺孔29之各者中與最下位之剛性層3螺合之螺栓69固定於最下位之剛性層3，另一方面經由插入貫通孔68之錨螺栓固定於所載置之下部之構造物。 而且，具備下部凸緣板63及下部剪切鍵65之下板11之上表面13包含上表面62及上表面64，包含下表面26及下端面33之下端面8與上表面13之上表面62無間隙地接觸，鉛塞17以其圓形之下端面71與上表面13之上表面64無間隙地接觸，配置於下部30之鉛塞17之積層方向V上之下端部72之外周面73與最下位之剛性層3之內周面16無間隙地接觸。 將作為以塑性變形吸收振動能量之阻尼材料即包含鉛之鉛塞17壓入、填充於由下表面44、內周面15及16以及上表面64界定之中空部14，因上述之壓入、填充，鉛塞17即便在來自所支撐之上部之構造物之積層方向V之負荷W未施加於上板10之狀態下(無負荷下)，仍相對於該下表面44、外周面4及5以及上表面64無間隙地配置，且抵抗彈性層2之彈性力朝向彈性層2在水平方向(剪切方向)H上突出而若干咬入彈性層2，使彈性層2之內周面15成為凹面81，其結果為，包含內周面15及16之積層體7之內周面82在該彈性層2之內周面15之位置成為凹面81，而在剛性層3之位置成為凸面83；在來自所支撐之上部之構造物之積層方向V之負荷W施加於上板10之狀態下(負荷下)，彈性層2在積層方向V上被壓縮，彈性層2之厚度t1變得小於2.5 mm，防震支撐裝置1之高度h變低，其結果為，被壓入、填充於中空部14之鉛塞17抵抗彈性層2之彈性力而藉由該彈性層2在水平方向H上突出並咬入彈性層2，使彈性層2之內周面15成為更大幅度地在水平方向(剪切方向)H凹入之凹面81。 鉛塞17係以如下之方式緊密地配置於中空部14，即：在來自所支撐之上部之構造物之積層方向V之負荷(積層方向V之朝下之力)W施加於上板10之狀態下因來自鉛塞17之朝上板10之上部剪切鍵45之反作用力(積層方向V之朝上之力)Fr所致的表面壓力Pr(=Fr/(鉛塞17之上端面51之面積)N/m2 ，其中N為牛頓，以下相同)、與因該負荷W所致之積層體7之受壓面之表面壓力P0(=W/(積層體7相對於負荷W之受壓面積)N/m2 )的比Pr/P0為1.00以上。 以上之防震支撐裝置1係其下部凸緣板63經由插入貫通孔68之錨螺栓而固定於下部之構造物，其上部凸緣板43經由插入貫通孔48之錨螺栓而固定於上部之構造物，而配置於下部及上部之構造物間，承受上部之構造物之負荷W，以積層體7及鉛塞17支撐施加於上板10之積層方向V之負荷W，且以鉛塞17之塑性變形使上板10對於下板11之水平方向H的振動衰減，而以積層體7之水平方向H之剪切彈性變形抑制下板11之水平方向H之振動朝上板10傳遞。 在製造防震支撐裝置1時，首先，將成為彈性層2之圓環狀之厚度t1=2.5 mm之複數個橡膠板與成為最上位及最下位之剛性層3間之剛性層3之圓環狀之厚度t3=1.6 mm的複數個鋼板交互地積層，在其下表面及上表面配置成為最上位及最下位之剛性層3之圓環狀之厚度t2=20 mm的鋼板，藉由模具內之加壓下之硫化接著等而形成將其等相互固定而成之積層體7，之後，經由螺栓69將包含下部剪切鍵65及下部凸緣板63之下板11固定於最下位之剛性層3，其次，為了在中空部14形成鉛塞17而將鉛壓入至中空部14。鉛之壓入係以鉛塞17在中空部14被積層體7無間隙地約束之方式利用液壓撞錘等將鉛壓至入中空部14而進行，在壓入鉛後，經由螺栓49將包含上部凸緣板43及上部剪切鍵45之上板10固定於最上位之剛性層3。此外，可行的是，在利用模具內之加壓下之硫化接著進行之積層體7之形成中，使覆蓋彈性層2及剛性層3之外周面4及5並成為被覆層6之橡膠片捲繞於外周面4及5，與該硫化接著同時地形成硫化接著於彈性層2及剛性層3之外周面4及5之被覆層6。又，可行的是，在上述之形成中，成為彈性層2之橡膠板之內周側之一部分流動，覆蓋剛性層3之內周面16而形成較被覆層6之厚度2 mm為充分薄之被覆層。 為了確認所製造之防震支撐裝置1之表面壓力Pr與表面壓力P0之比Pr/P0為1.00以上，換言之，為了製造表面壓力Pr與表面壓力P0之比Pr/P0為1.00以上之防震支撐裝置1，而在上部凸緣板43與相當於上部剪切鍵45且較嵌著於凹部41及凹部23之上部剪切鍵45為薄之臨時上部剪切鍵之間介置有荷重元(壓力感測器)，將出自荷重元之導線自形成於上部凸緣板43之細孔導出，在將以本防震支撐裝置1支撐之預定之負荷W施加至上板10之狀態下測定該導出之導線之電信號，根據該測定之電信號檢測表面壓力Pr，並根據該檢測出之表面壓力Pr與表面壓力P0求取比Pr/P0，在比Pr/P0為1.00以上時，解除朝上板10之負荷W之負載並卸下上部凸緣板43，將臨時上部剪切鍵更換為上部剪切鍵45，再次，經由螺栓49將上部凸緣板43固定於最上位之剛性層3，在比Pr/P0小於1.00時，解除朝上板10之以本防震支撐裝置1支撐之預定之負荷W的負載並卸下上部凸緣板43及臨時上部剪切鍵，將追加之鉛壓入至中空部14。追加之鉛之朝中空部14之壓入係利用液壓撞錘等將追加之鉛壓入至中空部14之上部而進行。在追加之鉛之朝中空部14之壓入後，經由螺栓49將上部凸緣板43與臨時上部剪切鍵和上部凸緣板43及臨時上部剪切鍵間之荷重元(壓力感測器)固定於最上位之剛性層3，根據基於來自荷重元之電信號之表面壓力Pr與表面壓力P0求取比Pr/P0，在比Pr/P0為1.00以上時，與上述相同地，替代臨時上部剪切鍵，經由螺栓49將上部剪切鍵45與上部凸緣板43固定於最上位之剛性層3，另一方面在比Pr/P0小於1.00時，直至比Pr/P0成為1.00以上為止重複以上之追加之鉛之朝中空部14的壓入。 此外，在比Pr/P0為1.00以上時，在無負荷(W=0)下彈性層2之內周面15可不變形為凹面81。 在如上述般製造之防震支撐裝置1中，因為表面壓力Pr與表面壓力P0之比Pr/P0為1.00以上，故可以彈性層2及剛性層3以及上板10及下板11無特定間隙地約束配置於中空部14之鉛塞17，其結果為能夠獲得穩定的防震特性，此外能夠避免彈性層2及鉛塞17之疲勞、損壞，因此能夠獲得尤其優異之耐久性及防震效果以及製造性。 實施例1至3之防震支撐裝置1 彈性層2：使用20個厚度t1=2.5 mm、外周面4之徑(外徑)=250 mm、變形前之圓筒狀之內周面15之徑(內徑)=50 mm、包含剪切彈性率=G4之天然橡膠的圓環狀之橡膠板。 最上位及最下位之剛性層3：使用各自之厚度t2=20 mm、外周面5之徑(外徑)=250 mm、內周面16之徑(內徑)=50 mm的鋼板。 凹部23及28之各自之深度=10 mm。 最上位及最下位之剛性層3間之剛性層3：使用19個厚度t3=1.6 mm、外周面5之徑(外徑)=250 mm、內周面16之徑(內徑)=50 mm的鋼板 被覆層6之厚度=5 mm。 在防震支撐裝置1中，以如下之方式將鉛填充至中空部14，即：相對於所支撐之負荷W=600 kN，在實施例1中比Pr/P0=1.09，在實施例2中比Pr/P0=2.02，且，在實施例3中比Pr/P0=2.50。 比較例之防震支撐裝置 除以相對於所支撐之負荷W=600 kN，比Pr/P0=0.73之方式將鉛填充至中空部14以外，製造與實施例1至3相同之防震支撐裝置。 在圖4至圖7中顯示在將負荷W=600 kN施加至實施例1至3之防震支撐裝置1與比較例之防震支撐裝置之各自之上板10的狀態下，測定具有最大±5 mm之水平變位並相對於上板10在水平方向H上將振動施加至下板11之情形下的水平變位-水平力(水平應力)之履歷特性的結果。由圖4至圖6所示之履歷特性可詳知，在實施例1至3之防震支撐裝置1中能夠獲得穩定的防震特性，具有觸發功能，而可較佳地對應大振幅之地震，又，由圖7所示之履歷特性可詳知，在比較例之防震支撐裝置中，如箭頭所示般產生凹窪而成為不穩定的防震特性，而判定無法較佳地獲得觸發功能。此外，判明若比Pr/P0為5.90以下，則在製造中容易朝中空部14壓入鉛，而不會伴隨較大困難。且，亦判明雖然意欲以比Pr/P0超過5.90之方式朝中空部14壓入鉛，但難以在無彈性層2之內周面15之損壞下進行該動作。 由圖4與圖7所示之履歷特性之比較可詳知，亦確認若以比Pr/P0成為1.00之方式將鉛塞17配置於中空部14，則可獲得與圖4所示之履歷特性相同之履歷特性。
1‧‧‧防震支撐裝置
2‧‧‧彈性層
3‧‧‧剛性層
4‧‧‧外周面
5‧‧‧外周面
6‧‧‧被覆層
7‧‧‧積層體
8‧‧‧上端面
9‧‧‧下端面
10‧‧‧上板
11‧‧‧下板
12‧‧‧下表面
13‧‧‧上表面
14‧‧‧中空部
15‧‧‧內周面
16‧‧‧內周面
17‧‧‧鉛塞
21‧‧‧上表面
22‧‧‧內周面
23‧‧‧凹部
24‧‧‧螺孔
25‧‧‧上部
26‧‧‧下表面
27‧‧‧內周面
28‧‧‧凹部
29‧‧‧螺孔
30‧‧‧下部
31‧‧‧外周面
32‧‧‧上端面
33‧‧‧下端面
34‧‧‧內周面
41‧‧‧凹部
42‧‧‧下表面
43‧‧‧上部凸緣板
44‧‧‧下表面
45‧‧‧上部剪切鍵
46‧‧‧外周面
47‧‧‧貫通孔
48‧‧‧貫通孔
49‧‧‧螺栓
51‧‧‧上端面
52‧‧‧上端部
53‧‧‧外周面
61‧‧‧凹部
62‧‧‧上表面
63‧‧‧下部凸緣板
64‧‧‧上表面
65‧‧‧下部剪切鍵
66‧‧‧外周面
67‧‧‧貫通孔
68‧‧‧貫通孔
69‧‧‧螺栓
71‧‧‧下端面
72‧‧‧下端部
73‧‧‧外周面
81‧‧‧凹面
82‧‧‧內周面
83‧‧‧凸面
Fr‧‧‧反作用力
H‧‧‧水平方向/剪切方向
h‧‧‧高度
R‧‧‧圓周方向
t1‧‧‧厚度
t2‧‧‧厚度
V‧‧‧積層方向
W‧‧‧負荷/鉛直負荷
圖1係本發明之較佳之實施形態之例之圖2的I-I線箭頭剖視說明圖。 圖2係圖1所示之例之一部分剖視平面說明圖。 圖3係圖1所示之例之一部分放大剖視說明圖。 圖4係本發明之較佳之實施例1之水平變位與水平應力之履歷特性的試驗結果說明圖。 圖5係本發明之較佳之實施例2之水平變位與水平應力之履歷特性的試驗結果說明圖。 圖6係本發明之較佳之實施例3之水平變位與水平應力之履歷特性的試驗結果說明圖。 圖7係比較例之水平變位與水平應力之履歷特性的試驗結果說明圖。
無

Claims (12)

  1. 一種防震支撐裝置，其具備積層體、上板和下板、及減振體，且以該積層體及減振體支撐施加於上板之積層方向之負荷，上述積層體具有交互地積層之彈性層及剛性層，上述上板和下板安裝於積層體之上端面及下端面，上述減振體配置於由彈性層及剛性層以及上板和下板包圍、且自上板之下表面至下板之上表面沿積層方向延伸之中空部；並且以自基於所支撐之積層方向之負荷之減振體朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)之方式，將減振體配置於中空部。
  2. 一種防震支撐裝置，其具備積層體、上板和下板、及減振體，且以積層體及減振體支撐施加於上板之積層方向之負荷，上述積層體具有交互地積層之彈性層及剛性層，上述上板和下板安裝於積層體之上端面及下端面，上述減振體對於該彈性層及剛性層以及上板和下板無間隙地配置於由彈性層及剛性層以及上板和下板包圍、且自上板之下表面至下板之上表面沿積層方向延伸之中空部；並且以自基於所支撐之積層方向之負荷之減振體朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)之方式，將減振體配置於中空部。
  3. 一種防震支撐裝置，其具備積層體、上板和下板、及減振體，且以積層體及減振體支撐施加於上板之積層方向之負荷，以減振體之塑性變形使上板對於下板之與積層方向正交之方向的振動衰減，而以積層體之剪切彈性變形抑制下板之與積層方向正交之方向的振動朝上板傳遞；上述積層體具有交互地積層之彈性層及剛性層，上述上板和下板安裝於積層體之上端面及下端面，上述減振體配置於由彈性層及剛性層以及上板和下板包圍、且自上板之下表面至下板之上表面沿積層方向延伸之中空部；並且以自基於所支撐之積層方向之負荷之減振體朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)之方式，將減振體配置於中空部。
  4. 一種防震支撐裝置，其具備積層體、上板和下板、及減振體，且以積層體及減振體支撐施加於上板之積層方向之負荷，以減振體之塑性變形使上板對於下板之與積層方向正交之方向的振動衰減，而以積層體之剪切彈性變形抑制下板之與積層方向正交之方向的振動朝上板傳遞；上述積層體具有交互地積層之彈性層及剛性層，上述上板和下板安裝於積層體之上端面及下端面，上述減振體對於該彈性層及剛性層以及上板和下板無間隙地配置於由彈性層及剛性層以及上板和下板包圍、且自上板之下表面至下板之上表面沿積層方向延伸之中空部；並且以自基於所支撐之積層方向之負荷之減振體朝上板之表面壓力Pr與基於該負荷之積層體相對於負荷之受壓面之表面壓力P0的比Pr/P0為1.00以上(比Pr/P0≧1.00)之方式，將減振體配置於中空部。
  5. 如請求項1至4中任一項之防震支撐裝置，其中以如下之方式將減振體配置於中空部，即：比Pr/P0超過1.00(比Pr/P0＞1.00)，或為1.09以上(比Pr/P0≧1.09)、2.02以上(比Pr/P0≧2.02)或2.50以上(比Pr/P0≧2.50)。
  6. 如請求項1至5中任一項之防震支撐裝置，其中以比Pr/P0為5.90以下(比Pr/P0≦5.90)之方式將減振體配置於中空部。
  7. 如請求項1至6中任一項之防震支撐裝置，其中減振體包含以塑性變形吸收振動能量之阻尼材料。
  8. 如請求項7之防震支撐裝置，其中阻尼材料包含鉛、錫或非鉛系低熔點合金。
  9. 如請求項1至8中任一項之防震支撐裝置，其中界定中空部之積層體之內周面因減振體咬入彈性層，而在該彈性層之位置成為凹面。
  10. 如請求項1至9中任一項之防震支撐裝置，其中界定中空部之積層體之內周面因減振體咬入彈性層，而在剛性層之位置成為凸面。
  11. 如請求項1至10中任一項之防震支撐裝置，其中在積層方向上最上位之剛性層具有第一凹部，該第一凹部在其上表面開口，且具有較中空部之上部之徑更大之徑，且與該中空部之上部連通；上板具備：上部凸緣板，其在下表面具有第二凹部，該第二凹部具有與第一凹部之徑相同之徑，且在積層方向上與第一凹部對向；及上部剪切鍵，其在該第二凹部中嵌著於上部凸緣板，而在第一凹部中嵌著於最上位之剛性層；且減振體之上端部之外周面與界定中空部之上部之最上位之剛性層之內周面無間隙地接觸。
  12. 如請求項1至11中任一項之防震支撐裝置，其中在積層方向上最下位之剛性層具有第三凹部，該第三凹部在其下表面開口，且具有較中空部之下部之徑更大之徑且與該中空部之下部連通；下板具備：下部凸緣板，其在上表面具有第四凹部，該第四凹部具有與第三凹部之徑相同之徑，且在積層方向上與第三凹部對向；及下部剪切鍵，其在該第四凹部中嵌著於下部凸緣板，而在第三凹部中嵌著於最下位之剛性層；且減振體之下端部之外周面與界定中空部之下部之最下位之剛性層之內周面無間隙地接觸。
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