WO2015025820A1 - 免震構造 - Google Patents

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WO2015025820A1
WO2015025820A1 PCT/JP2014/071579 JP2014071579W WO2015025820A1 WO 2015025820 A1 WO2015025820 A1 WO 2015025820A1 JP 2014071579 W JP2014071579 W JP 2014071579W WO 2015025820 A1 WO2015025820 A1 WO 2015025820A1
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WO
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seismic isolation
column
members
isolation column
isolation structure
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PCT/JP2014/071579
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浩祐 岩本
佐藤　祐二
晃祥 大豊
松村　尚彦
元気 小寺
翔平 大崎
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2207/00—Indexing codes relating to constructional details, configuration and additional features of a handling device, e.g. Conveyors
    • B65G2207/20—Earthquake protection

Definitions

  • the present invention relates to a seismic isolation structure that is applied to a structure such as a three-dimensional warehouse, a boiler facility, a three-dimensional parking facility, and a cargo handling facility to reduce the shaking of the structure.
  • a three-dimensional warehouse as an example of a structure has a configuration in which a plurality of racks (shelves) are three-dimensionally assembled using a plurality of steel pillars and a plurality of steel beams.
  • Patent Document 1 As a base-isolated structure of a three-dimensional warehouse, there is one having a base-isolated structure made of laminated rubber between a plurality of pillars and a foundation constituting the three-dimensional warehouse (Patent Document 1).
  • the lower ends of the two upper columns are connected by a horizontal first horizontal member, and the two lower columns corresponding to the two upper columns are connected.
  • the upper ends are connected by a horizontal second horizontal member engageable with the first horizontal member so that the first horizontal member and the second horizontal member can slide in the longitudinal direction, and further, the first horizontal member And a second horizontal member are connected by a viscoelastic body (Patent Document 2).
  • Patent Document 1 when a base-isolated structure with laminated rubber is provided between the lower end and the foundation of each supporting leg of a three-dimensional warehouse provided with a large number of supporting legs, the laminated rubber is expensive. Therefore, there is a problem that the equipment cost of the three-dimensional warehouse increases. Also in Patent Document 2, since it is necessary to provide the first horizontal member and the second horizontal member, and further to provide a viscoelastic body for connecting the first horizontal member and the second horizontal member, the structure is There is a problem that the equipment cost of the three-dimensional warehouse increases due to the complexity.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a seismic isolation structure that can effectively isolate a load acting on a column of a structure in a horizontal direction with a simple configuration. is there.
  • a flat end surface is disposed between two opposing members, and a flat contact surface that is crimped to the flat end surface is formed at one end and the other end, and the contact surface is
  • a seismic isolation column capable of inclining from a state of being crimped to the end face; Provided on at least one of the two members and the seismic isolation column, and prevents the seismic isolation column from moving in the horizontal direction when the two members move relative to each other in the horizontal direction.
  • a stopper member adapted to form a fulcrum at which the seismic isolation column starts to tilt from a state in which the surface is crimped;
  • the trigger mechanism is configured by the flat end surfaces of the two members, the flat contact surfaces of the seismic isolation columns that are crimped to the end surfaces, and the stopper member that forms the fulcrum.
  • the two members can be column members.
  • the two members can be beams.
  • the fulcrum can be formed by the end edges of the flat end faces of the two members or the end edges of the flat contact surfaces of the base isolation columns.
  • the stopper member includes, on one of the two members and the seismic isolation column, a projecting portion projecting so as to surround the two members and the other end of the seismic isolation column from the horizontal direction, can do.
  • the stopper member includes a protruding portion having a protruding length in contact with the base isolation column or the two members at a position corresponding to an inclination angle at which the base isolation column can return by its own weight.
  • a member can be formed.
  • the stopper member includes two members and a projection provided at the center of one of the seismic isolation columns, and the two members and the seismic isolation column so as to be fitted to the projections. It can have a recess provided in the other center.
  • the trigger mechanism may include an elastic body that can elastically connect the two members and the base isolation column to adjust a trigger load at which the base isolation column starts to tilt.
  • the flat end surfaces of the two members and the flat contact surface of the base isolation column may have different width and depth in the horizontal biaxial direction.
  • the fulcrum formed between the two members and the base isolation column is provided at a position protruding outward in the horizontal direction of the two members and the base isolation column, and the base isolation column Can increase the trigger load to start tilting.
  • the seismic isolation structure of the present invention can be applied to structures such as three-dimensional warehouses, boiler facilities, three-dimensional parking facilities, and cargo handling facilities.
  • the seismic isolation column tilts, so that an excellent effect can be obtained that a load acting on a structure can be effectively isolated with a simple configuration.
  • FIG. 4B is a plan view of FIG. 4A viewed from the IVB-IVB direction. It is a front view which shows the modification of the seismic isolation structure of FIG.
  • FIG. 5B is a plan view of FIG. 5A viewed from the VB-VB direction. It is a front view which shows the seismic isolation structure of Example 3 of this invention. It is a front view which shows the modification of FIG. It is a front view which shows the seismic isolation structure of Example 4 of this invention. It is a front view which shows the modification of FIG. It is explanatory drawing at the time of providing the example of the structure to which the seismic isolation structure of this invention is applied, and also providing the seismic isolation structure between the two members which are the pillars of a structure. It is explanatory drawing at the time of providing a seismic isolation structure between the two members which are the beams of a structure.
  • FIG. 9a It is a front view of the three-dimensional warehouse which is an example of the structure to which the seismic isolation structure of this invention is applied. It is a side view of the three-dimensional warehouse of FIG. 9a. It is explanatory drawing for demonstrating the effect
  • the three-dimensional warehouse 100 has a configuration in which a plurality of racks 3 (shelves) are three-dimensionally assembled by including a plurality of steel pillars 1 and a plurality of steel beams 2.
  • the three-dimensional warehouse 100 is erected with the stacker crane 4 interposed therebetween, and the three-dimensional warehouse 100 has a length extending along the traveling direction of the stacker crane 4 and is orthogonal to the traveling direction of the stacker crane 4.
  • the plurality of pillars 1 constituting the three-dimensional warehouse 100 have high strength to support the weight of the load stored in the rack 3.
  • the seismic isolation structure 5 of the present invention is provided for each of the plurality of pillars 1 constituting the three-dimensional warehouse 100 shown in FIGS. 9a and 9b.
  • the seismic isolation structure 5 is provided at the same height position of each pillar 1 provided in the three-dimensional warehouse 100 as shown in FIGS. 9a and 9b.
  • the seismic isolation structure 5 has a height position of about 1/3 to 1/2 from the upper side of the three-dimensional warehouse 100 in order to prevent the upper side of the three-dimensional warehouse 100 from locking. Is installed. Thus, even if the seismic isolation structure 5 is installed in the upper part of the three-dimensional warehouse 100, the seismic isolation structure 5 reduces the upper side of the seismic isolation structure 5, and as a result, the seismic isolation structure 5 does not. The inventor's research has revealed that the shaking of the lower structure is also reduced.
  • the pillar 1 constituting the three-dimensional warehouse 100 includes a lower pillar member 1A (first member) having a plate-like member 12 at the upper end and a plate-like member 12 ′ at the lower end.
  • the upper column member 1B (second member) is provided, and the two column members 1A and 1B have opposite flat plate members 12 and 12 'having horizontal and flat end surfaces 6 and 7, respectively.
  • a seismic isolation column 10 for isolating the column 1 of the three-dimensional warehouse 100 by tilting is disposed so as to freely tilt.
  • the two column members 1A and 1B and the seismic isolation column 10 are hollow or solid square steel having a rectangular horizontal cross section.
  • the two column members 1A and 1B and the seismic isolation column 10 are not limited to square steel materials, but may be H-type steel materials, I-type steel materials, Z-type steel materials, and cylindrical steel materials.
  • the abutment surface 8 of the one end 10a of the seismic isolation column 10 and the abutment surface 9 of the other end 10b of the seismic isolation column 10 are the end surfaces 6 of the plate-like members 12 and 12 ′ provided in the two column members 1A and 1B. , 7, the two column members 1 ⁇ / b> A, 1 ⁇ / b> B and the seismic isolation column 10 are held in a straight line state.
  • a trigger mechanism 11 is provided that is provided with a mechanism (stopper member) so as to exhibit a trigger function.
  • the trigger mechanism 11 shown in FIGS. 1a and 1b includes flat end surfaces 6 and 7 provided on two column members 1A and 1B, and the flat end surfaces 6 and 7 disposed between the two column members 1A and 1B.
  • the base isolation column 10 having flat contact surfaces 8 and 9 to be crimped to each other, and the one end 10a and the other end 10b of the base isolation column 10 from the two column members 1A and 1B through the plate members 12 and 12 '.
  • the stopper member 13 which protruded so that the edge part which might be may be enclosed from a horizontal direction. Further, the stopper member 13 shown in FIGS. 1 a and 1 b is inclined so as to form a clearance 14 that is separated from the seismic isolation column 10 as it is separated from the plate-like members 12 and 12 ′.
  • the seismic isolation column 10 can tilt around the fulcrum E.
  • the fulcrum E is formed by the horizontal and straight edges of the flat contact surfaces 8 and 9 of the seismic isolation column 10. .
  • FIGS. 1a and 1b two column members 1A and 1B, a seismic isolation column 10 disposed between the two column members 1A and 1B, two column members 1A and 1B, and a seismic isolation column.
  • the base isolation structure 5 is configured by a trigger mechanism 11 provided between the base 10 and the trigger mechanism 11.
  • the seismic isolation structure 5 can be provided as a unit.
  • the unitized seismic isolation structure 5 can be easily arranged by being incorporated in the middle of the column members 1A and 1B of the structure or between members such as the beams 2 and 2 constituting the structure. it can.
  • the trigger mechanism 11 when the two column members 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B are relatively moved in the horizontal direction, the end edges of the end surfaces 6 and 7 of the seismic isolation column 10 come into contact with the inner surface of the stopper member 13. Thus, the seismic isolation column 10 is prevented from moving outward in the horizontal direction with respect to the two column members 1A and 1B. For this reason, the inner surface of the stopper member 13 and the end edges of the end surfaces 6 and 7 of the seismic isolation column 10 serve as fulcrums E, and the seismic isolation column 10 starts to tilt. In order to incline the seismic isolation column 10, as shown in FIGS.
  • the plate-like members 12 and 12 ′ are separated from the inner surface of the stopper member 13 and the outer surface of the seismic isolation column 10. Therefore, instead of forming the clearance 14 that separates from the seismic isolation column 10, a predetermined clearance parallel to the outer surface of the seismic isolation column 10 may be provided between the seismic isolation column 10 and the stopper member 13.
  • FIGS. 1 c and 1 d show another example of the trigger mechanism 11. Since the trigger mechanism 11 is arranged to have a vertically symmetrical shape, only the trigger mechanism 11 provided between the lower end of the seismic isolation column 10 and the lower column member 1A is shown in FIGS. 1c and d. Show.
  • the trigger mechanism 11 of FIG. 1c forms a stopper member 13 composed of a protruding portion protruding from the plate member 12 so as to form a clearance 14 ′ parallel to the outer surface of the base isolation column 10, and the base isolation column.
  • a convex portion 26 protrudes from the outer periphery of one end 10a (lower end) of the ten.
  • the seismic isolation column 10 is prevented from moving in the horizontal direction when the convex portion 26 abuts against the stopper member 13, and the seismic isolation column 10 can start to tilt with the convex portion 26 as a fulcrum E. It has become.
  • the convex portion 26 may be provided on the inner surface of the stopper member 13 near the upper surface of the plate-like member 12 provided on the column member 1A.
  • a plurality of the convex portions 26 may be provided around the seismic isolation column 10 at intervals, or may be provided continuously in an annular shape around the seismic isolation column 10.
  • the trigger mechanism 11 of FIG. 1d is a tension member that protrudes outward with respect to one end of the column member 1B when the stopper member 13 is provided so as to form a clearance 14 ′ parallel to the outer surface of the seismic isolation column 10.
  • a protruding portion 10 '(flange portion) is provided. Accordingly, the seismic isolation column 10 is prevented from moving in the horizontal direction by the outer end of the overhanging portion 10 ′ coming into contact with the stopper member 13, and the seismic isolation column 10 is supported by the overhanging portion 10 ′.
  • the inclination can be started with the outer end as a fulcrum E.
  • FIG. 1c and 1d show the case where the stopper member 13 is provided so as to form a clearance 14 'parallel to the outer surface of the seismic isolation column 10, but as shown in FIG. You may incline so that a space
  • a sheet-like elastic material 28 made of a thin rubber material or the like may be interposed between the end surfaces 6 and 7 of the plate-like members 12 and 12 'and the contact surfaces 8 and 9 of the seismic isolation column 10. Good.
  • FIGS. 2a to 2d show examples of the shape of the stopper member 13 constituting the trigger mechanism 11 provided between the two column members 1A and 1B and the seismic isolation column 10.
  • FIG. Since the stopper member 13 constituting the trigger mechanism 11 provided on the two column members 1A and 1B has a vertically symmetrical shape, it is provided on the plate-like member 12 of the lower column member 1A in FIGS. 2a to 2d. Only the stopper member 13 is shown.
  • FIG. 2a shows a case where a stopper member 13 protruding so as to surround the entire outer periphery of the one end 10a of the seismic isolation column 10 is provided as in FIG. 1a
  • FIG. FIG. 2c shows the case where the stopper member 13 ′ is provided only on the four corner portions of the plate-like member 12, and
  • FIG. 2c shows the case where the stopper member 13 ′′ is provided only on the four side portions of the plate-like member 12. Shows the case.
  • FIG. 2 d shows a case where the stopper member 13 by the protrusion 15 that is a stud member is provided so as to surround the outer periphery of the one end 10 a of the seismic isolation column 10 with respect to the plate-like member 12.
  • the seismic isolation column 10 may be provided at one end 10a and the other end 10b. ⁇ Setting the width and depth of the seismic isolation column>
  • the width or depth of the pillar 1 of the base isolation structure 5 is increased, it can be used to increase the trigger load of the base isolation structure 5 and increase the rigidity of the base isolation structure 5.
  • FIG. 3a to 3d show the cross-sectional shape of the base isolation column 10, and the cross-sectional shape of the base isolation column 10 represents the shape of the contact surfaces 8 and 9 of the end portions 10a and 10b.
  • FIG. 3a shows a case where the cross-sectional shape of the seismic isolation column 10 is a square in which the width B1 and the depth B2 are the same in the horizontal biaxial direction (X, Y), and FIG. This shows a case in which the cross-sectional shape is a rectangle with different widths B1 and B2 in the horizontal biaxial direction (X, Y).
  • the cross-sectional shape of the seismic isolation column 10 may have a regular octagonal shape shown in FIG. 3c in which the four corners of the square in FIG.
  • FIG. 3a are cut, or FIG. 3d in which the rectangular four corners in FIG. It may have an elongated octagonal shape as shown in FIG.
  • the cross-sectional shape of the seismic isolation column 10 may be a polygon such as a hexagon other than the above shape, or may be a circle or an ellipse.
  • FIG. 1a shows the column 1 in a stationary state, and the load applied to the upper column member 1B includes the flat end surface 7 of the column member 1B, the flat contact surface 9 of the seismic isolation column 10, and It is transmitted to the lower column member 1A through the flat contact surface 8 of the seismic isolation column 10 and the flat end surface 6 of the column member 1A, and the column 1 maintains a straight state.
  • the end surface 7 of the column member 1B and the abutment surface 9 of the seismic isolation column 10 are abutted and pressed by the load applied to the column 1, and the abutment surface 8 of the seismic isolation column 10 and the end surface of the column member 1A. 6 is abutted and pressed.
  • the column members 1A and 1B are provided with the stopper member 13 surrounding the outer periphery of the one end 10a and the other end 10b of the base isolation column 10, the base isolation column 10 is prevented from moving outward in the horizontal direction.
  • the seismic isolation column 10 cannot be inclined due to the function, and the column 1 is held in a straight state.
  • the trigger load magnitude at which 10 begins to tilt can be varied. When the width B1 and the depth B2 are set large, the trigger load at which the seismic isolation column 10 starts to tilt increases.
  • the seismic isolation column 10 As the seismic isolation column 10 is tilted in this way, a large acceleration S2 in the horizontal and horizontal directions is isolated. Further, even when a large acceleration S2 shakes in the horizontal depth direction, the seismic isolation column 10 is similarly tilted in the depth direction so that the large acceleration S2 shake in the horizontal depth direction is isolated. At this time, if the size of the width in the left-right direction and the size in the depth direction of the contact surfaces 8 and 9 are set large, the seismic isolation column 10 becomes difficult to tilt in the left-right direction and depth direction, so a large trigger load is set. be able to. Thus, by providing the seismic isolation structure 5 with a simple configuration, it is possible to effectively isolate the vibration acting on the pillar 1 of the three-dimensional warehouse 100 (structure) in the horizontal biaxial direction.
  • a stopper member 13 protruding from the plate-like member 12 provided on the two column members 1A and 1B so as to surround one end 10a and the other end 10b of the seismic isolation column 10 is provided. Since the trigger mechanism 11 that prevents the seismic column 10 from moving in the horizontal direction and starts the tilt of the seismic isolation column 10 by the fulcrum E is provided, the column 1 is horizontally placed by the trigger mechanism 11 having a simple configuration. It becomes possible to perform seismic isolation effectively in the biaxial direction.
  • the trigger load at which the seismic isolation column 10 of the base isolation structure 5 starts to tilt can be set large by increasing the size B in the direction in which the base isolation structure 5 is not desired to be operated. That is, as shown in FIGS. 3a and 3c, when the cross-sectional shape of the seismic isolation column 10 is the same when the width B1 in the horizontal biaxial direction (X, Y) and the size B in the depth B2 are the same.
  • the same trigger load can be set in the axial direction (X, Y). As shown in FIGS. 3b and 3d, when the cross-sectional shape of the seismic isolation column 10 is set such that the width B1 and the depth B2 in the horizontal biaxial directions (X, Y) are different from each other, the horizontal shape is horizontal.
  • the trigger load in the biaxial direction (X, Y) can be set differently.
  • the two column members 1A and 1B and the seismic isolation column 10 are held in a straight line by the contact between the flat end surfaces 6 and 7 and the flat contact surfaces 8 and 9. Furthermore, when the two column members 1A and 1B move relative to each other in the horizontal direction, the one end 10a and the other end 10b of the seismic isolation column 10 move outward in the horizontal direction with respect to the two column members 1A and 1B. Is prevented by the stopper member 13. For this reason, the seismic isolation column 10 comes to incline around the fulcrum E, whereby the structure can be effectively isolated in the horizontal biaxial direction by the seismic isolation structure 5 having a simple configuration. That is, seismic isolation is possible in all horizontal directions crossing the horizontal biaxial directions (X, Y).
  • a sheet-like elastic material 28 formed of thin rubber or the like is installed between the end faces 6 and 7 of the plate-like members 12 and 12 ′ and the contact surfaces 8 and 9 of the seismic isolation column 10.
  • the impact contact load between the shaped members 12, 12 ′ and the seismic isolation column 10 can be suppressed.
  • the sheet-like elastic material 28 can use a foam material instead of a rubber material. In this case, the restoring force is smaller than that of the rubber material, but it can be expected to increase the effect of suppressing the contact load.
  • FIGS. 4a and 4b show the seismic isolation structure of Example 2 of the present invention.
  • the trigger mechanism 11 shown in FIGS. 4a and 4b is provided on a projecting portion 27 (flange portion) projecting outward from one end 10a and the other end 10b of the seismic isolation column 10 and the plate-like members 12 and 12 ′.
  • the stopper member 13 having a required length surrounds the outer periphery of the protruding portion 27 with a clearance.
  • the stopper member 13 shown in FIGS. 4a and 4b has a cylindrical shape with a rectangular cross section.
  • Reference numeral 23 denotes a reinforcing bracket.
  • the stopper member 13 forms a tilt angle limiting member 24 by having a protruding length J that contacts the seismic isolation column 10 at a position corresponding to the tilt angle at which the seismic isolation column 10 can return with its own weight. .
  • FIGS. 5a and 5b show a seismic isolation structure which is a modification of FIG. 4a and FIG. 4b of the second embodiment.
  • the trigger mechanism 11 shown in FIGS. 5a and 5b has a plate-like member 12, 12 ′ and a flange-like shape fixed to the plate-like member 12, 12 ′ and provided at one end 10a and the other end 10b of the seismic isolation column 10.
  • a stopper member 13 having a required length protruding so as to surround the outer periphery of the overhanging portion 27.
  • the stopper member 13 shown in FIGS. 5a and 5b is made of a steel material having a U-shaped cross section, and is arranged symmetrically so as to sandwich the protruding portion 27 from the front and rear and from the left and right.
  • the stopper member 13 has a web surface that is close to the overhanging portion 27 at a fixed portion with respect to the plate-like members 12 and 12 ′.
  • An inclined surface 25 is formed so as to increase the interval of.
  • the stopper member 13 forms a tilt angle limiting member 24 by having a protruding length J that contacts the seismic isolation column 10 at a position corresponding to the tilt angle at which the seismic isolation column 10 can return with its own weight. .
  • the tilt angle limiting member 24 having the protruding length J is constituted by the stopper member 13
  • the seismic isolation column is formed by the tilt angle limiting member 24. It can restrict
  • the plate-like members 12, 12 ′, the stopper member 13 provided on the plate-like members 12, 12 ′, and the seismic isolation column 10 are provided.
  • the seismic isolation structure 5 including the trigger mechanism 11 can be unitized independently from the structure to be seismically isolated, and the unitized seismic isolation structure 5 includes the column members 1A and 1B of the structure, It can be easily assembled and arranged in the beam 2 or the like.
  • FIGS. 6a and 6b show another embodiment of the seismic isolation structure 5 provided in the pillar 1 constituting the three-dimensional warehouse 100.
  • the seismic isolation structure 5 shown in FIGS. 6a and 6b includes a convex portion 20 provided at the center of one of the end surfaces 6 and 7 of the two column members 1A and 1B and the contact surfaces 8 and 9 of the seismic isolation column 10;
  • a stopper member 13 is provided that includes end surfaces 6 and 7 of the two column members 1A and 1B and a recess 21 provided at the other center of the contact surfaces 8 and 9 of the seismic isolation column 10 so as to be fitted to the convex portion 20.
  • the trigger mechanism 11 is configured. In FIG.
  • a convex portion 20 is provided on the contact flange 17 of the seismic isolation column 10, and the convex portion 20 is fitted in a concave portion 21 formed by column members 1A and 1B made of square pipes.
  • the convex portion 20 and the concave portion 21 may have a truncated pyramid shape or a truncated cone shape.
  • FIG. 6b the case where the convex part 20 is provided in the plate-like members 12 and 12 'of the column members 1A and 1B and the concave part 21 is provided in the seismic isolation column 10 is shown.
  • the convex portion 20 and the concave portion 21 of the trigger mechanism 11 also serve as an alignment mechanism.
  • the plate members 12 and 12 ′ of the column members 1A and 1B have a shape protruding outward with respect to the contact flange 17 of the seismic isolation column 10.
  • a fulcrum E where the seismic isolation column 10 starts to tilt is formed around the plate-like members 12 and 12 ′ of the column members 1A and 1B.
  • 6A and 6B show the case where the plate-like members 12 and 12 ′ protrude outward from the contact flange 17 and the fulcrum E is formed by the outer periphery of the contact flange 17.
  • the contact flange 17 may protrude outward
  • the fulcrum E may be formed by the outer periphery of the plate-like members 12, 12 ′.
  • the configuration of the seismic isolation structure 5 can be simplified. Further, since the fulcrum E can be arbitrarily extended outward from the seismic isolation column 10 by the contact flange 17 and the plate-like members 12, 12 ', the seismic isolation column 10 starts to tilt with a simple configuration. The trigger load can be increased.
  • the convex portion 20 and the concave portion 21 also serve as an alignment mechanism, there is a displacement in the horizontal direction between the two column members 1A, 1B and the seismic isolation column 10. Even in this case, when the tilted seismic isolation column 10 is restored, the two column members 1A and 1B and the seismic isolation column 10 are adjusted to a certain position and restored.
  • the alignment mechanism including the convex portion 20 and the concave portion 21 shown in FIGS. 6a and 6b can be applied to other embodiments.
  • FIGS. 7 a and 7 b show another embodiment of the seismic isolation structure 5 provided for the pillar 1 constituting the three-dimensional warehouse 100.
  • the seismic isolation structure 5 shown in FIGS. 7a and 7b has plate-like members 12 and 12 provided at the upper end of the lower column member 1A and the lower end of the upper column member 1B in the same configuration as in FIGS. 6a and 6b.
  • the trigger addition member that elastically connects the end surfaces 6 and 7 of the two column members 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B and the contact surfaces 8 and 9 of the seismic isolation column 10 in close contact with each other.
  • a trigger mechanism 11 having 18 is configured.
  • the trigger adding member 18 may include a restoring spring 19 (elastic body) such as a disc spring shown in the figure.
  • a restoring spring that attracts the end surfaces 6 and 7 of the two column members 1A and 1B and the contact surfaces 8 and 9 of the seismic isolation column 10 in close contact with each other. 19 is provided, the trigger load at which the seismic isolation column 10 starts to tilt around the fulcrum E is increased as compared with the cases of FIGS. 1a to 1d, 6a and 6b. Become. Furthermore, the trigger load can be adjusted by selecting the pulling strength of the restoring spring 19. Moreover, the natural period when the seismic isolation column 10 tilts can be adjusted by selecting the attractive strength of the restoring spring 19. ⁇ About trigger acceleration setting>
  • the corresponding trigger acceleration ⁇ can be set larger as the width B1 and the depth B2 of the cross-sectional area of the pillar 1 constituting the seismic isolation structure 5 are larger.
  • the trigger acceleration ⁇ that can be handled in the depth direction can be set large.
  • the natural frequency F (Hz) of the seismic isolation structure 5 having the trigger mechanism 11 having the restoring spring 19 is given by the following equation.
  • k O coefficient of the restoring spring B: width of the contact surfaces 8 and 9 of the contact flange 17
  • L distance between the restoring springs 19
  • H height of the seismic isolation column 10: number of columns 1 M: Mass above the seismic device
  • both the natural frequencies in the horizontal biaxial direction (X, Y) are increased.
  • the size B of the contact surfaces 8 and 9 of the contact flange 17 provided in the seismic isolation column 10 can be set separately in the horizontal biaxial direction, it is desired to increase or decrease the rigidity of the seismic isolation structure 5.
  • the natural frequency can be arbitrarily set by adjusting the magnitude B of the direction.
  • the restoring spring 19 has a trigger function based on the width B1 and the depth B2 of the contact surfaces 8, 9 of the contact flange 17 provided in the seismic isolation column 10.
  • the trigger load when the seismic isolation column 10 starts to tilt can be set to a large value.
  • the deformation at the time of the occurrence of an earthquake is considered to be large.
  • the width B1 and the depth B2 of the contact surfaces 8, 9 of the contact flange 17 provided in the base isolation column 10 are increased to increase the rigidity of the base isolation structure 5.
  • the seismic isolation structure 5 of the present invention includes the three-dimensional warehouse 100, the boiler equipment 101, the three-dimensional parking equipment 102, the crane, and the unloader shown in FIGS. 9a and 9b.
  • the present invention can be applied to the pillar 1 constituting a structure such as a cargo handling facility 103 such as a conveyor device.
  • the seismic isolation structure 5 can be provided in the middle of the pillar 1 constituting the structure, or can be provided between the lower end of the pillar 1 and the foundation G.
  • the said seismic isolation structure 5 can be provided between the members which consist of the beams 2 and 2 which comprise a structure, as shown in FIG. 8b.
  • FIG. 10a shows a three-dimensional warehouse 100 that does not include the seismic isolation structure 5
  • FIG. 10b shows a case of the three-dimensional warehouse 100 that includes one stage of the base isolation structure 5
  • FIG. 10c includes a two-stage seismic isolation structure 5.
  • the case of the three-dimensional warehouse 100 is shown in comparison.
  • FIG. 10a in the three-dimensional warehouse 100 without the seismic isolation structure 5, when the foundation is shaken due to the earthquake, the vibration transmitted to the three-dimensional warehouse 100 becomes a larger acceleration toward the upper part, and the upper end is extremely shaken. Become bigger.
  • the deformation amount ⁇ can be absorbed by the seismic isolation function of the seismic isolation structure 5, so Therefore, the shaking of the upper part of the three-dimensional warehouse 100 is reduced.
  • FIG. 10c in the three-dimensional warehouse 100 in which the pillar 1 is provided with the upper and lower two-stage seismic isolation structure 5, the deformation up to the deformation amount 2 ⁇ is eliminated by the seismic isolation action of the two-stage seismic isolation structure 5. Since it can be tolerated as a seismic device, it can be used as a seismic isolation device even for large-scale earthquakes with greater shaking. Therefore, even if the seismic isolation structure 5 has a small seismic isolation function, by providing the seismic isolation structure 5 in multiple stages, as shown in FIG. can do.
  • the seismic isolation structure of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

　平坦な端面６，７が対向する二つの柱部材１Ａ，１Ｂの間に配置され、平坦な端面６，７に圧着される平坦な当接面８，９を一端と他端に形成して平坦な当接面８，９が平坦な端面６，７に圧着した状態から傾斜が可能な免震柱１０と、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０の少なくとも一方に設けられ、二つの柱部材１Ａ，１Ｂが水平方向へ相対移動した際に免震柱１０が水平方向へ移動するのを防止し、端面６，７と当接面８，９が圧着した状態から免震柱１０が傾きを開始する支点Ｅを形成するようにしたストッパ部材１３とを有し、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの平坦な端面６，７及び端面６，７に圧着される免震柱１０の平坦な当接面８，９と、支点Ｅを形成するストッパ部材１３とによりトリガ機構１１を構成する。

Description

免震構造
　本発明は、立体倉庫、ボイラ設備、立体駐車設備、荷役設備等の構造物に適用して構造物の揺れを低減するための免震構造に関するものである。
　構造物の一例である立体倉庫は、複数の鋼鉄製の柱と複数段の鋼鉄製の梁を用いて複数のラック（棚）を立体的に組み立てた構成を有している。大規模地震が発生した場合には、立体倉庫が損壊することが考えられており、又、地震により立体倉庫のラックに格納された荷が落下して荷が損傷する可能性があることから、立体倉庫に免震構造を備えて地震に対する安全性を高めることが考えられている。
　立体倉庫の免震構造としては、立体倉庫を構成する複数の各柱と基礎との間に、積層ゴムからなる免震構造を備えたものがある（特許文献１）。又、立体倉庫の柱を上下の途中位置で切断した構成として、二本の上部柱の下端同士を水平な第１水平部材で連結し、二本の上部柱に対応した二本の下部柱の上端同士を、前記第１水平部材と係合可能な水平な第２水平部材で連結し、前記第１水平部材と第２水平部材が長手方向へスライドできるようにし、更に、前記第１水平部材と第２水平部材との間を粘弾性体で接続したものがある（特許文献２）。
特開２００６－１０４８８３号公報 特開２０１３－０３９９８９号公報
　しかし、特許文献１のように、多数の支持脚が備えられる立体倉庫の各支持脚の下端と基礎との間に積層ゴムによる免震構造を備えた場合には、積層ゴムが高価であることから、立体倉庫の設備コストが増加する問題がある。又、特許文献２においても、前記第１水平部材と第２水平部材を設け、更に、前記第１水平部材と第２水平部材とを接続する粘弾性体を設ける必要があるために、構造が複雑となって立体倉庫の設備コストが増加する問題がある。更に、特許文献２では、支持脚を免震する方向が前記第１水平部材と第２水平部材がスライドする方向である長手方向に限定されてしまい、このスライドの方向と直交する方向に対しては免震できないという問題がある。
　本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、簡単な構成により構造物の柱に水平方向に作用する荷重を、効果的に免震できるようにした免震構造を提供するものである。
　本発明の免震構造は、平坦な端面が対向する二つの部材の間に配置され、平坦な前記端面に圧着される平坦な当接面を一端と他端に形成して前記当接面が前記端面に圧着した状態から傾斜が可能な免震柱と、
  二つの前記部材と前記免震柱の少なくとも一方に設けられ、二つの前記部材が水平方向へ相対移動した際に前記免震柱が水平方向へ移動するのを防止し、前記端面と前記当接面が圧着した状態から前記免震柱が傾きを開始する支点を形成するようにしたストッパ部材とを有し、
  二つの前記部材の平坦な前記端面及び該端面に圧着される前記免震柱の平坦な前記当接面と、前記支点を形成する前記ストッパ部材とによりトリガ機構を構成した
ことを特徴とする。
　前記免震構造において、二つの前記部材は柱部材とすることができる。
　前記免震構造において、二つの前記部材は梁とすることができる。
　前記免震構造において、前記支点は、二つの前記部材の平坦な前記端面の端縁又は前記免震柱の平坦な前記当接面の端縁によって形成することができる。
　前記免震構造において、前記ストッパ部材は、二つの前記部材と前記免震柱の一方に、二つの前記部材と前記免震柱の他方の端部を水平方向から囲むように突出した突出部とすることができる。
　前記免震構造において、前記ストッパ部材は、前記免震柱が自重で復帰できる傾斜角度に対応した位置で前記免震柱又は二つの前記部材に接する突出長さの突出部を備えて傾斜角制限部材を形成することができる。
　前記免震構造において、前記ストッパ部材は、二つの前記部材と前記免震柱の一方の中心に設けた凸部と、該凸部と嵌合するように二つの前記部材と前記免震柱の他方の中心に設けた凹部を有することができる。
　前記免震構造において、前記トリガ機構は、二つの前記部材と前記免震柱を弾力的に連結して前記免震柱が傾きを開始するトリガ荷重を調節できる弾性体を有することができる。
　前記免震構造において、二つの前記部材の平坦な前記端面と前記免震柱の平坦な前記当接面は、水平二軸方向における幅と奥行きの大きさが異なっていてもよい。
　前記免震構造において、二つの前記部材と前記免震柱との間に形成する前記支点が、二つの前記部材及び前記免震柱の水平方向外側へ張り出した位置に設けられ、前記免震柱が傾きを開始するトリガ荷重を増加させることができる。
　本発明の免震構造は、立体倉庫、ボイラ設備、立体駐車設備、荷役設備のような構造物に適用することができる。
　本発明によれば、地震発生時に、免震柱が傾くことにより、簡単な構成で構造物に作用する荷重を効果的に免震できるという優れた効果を奏し得る。
本発明の実施例１の免震構造を示す正面図であり、二つの柱部材が静止した状態を示す図である。 二つの柱部材が相対移動した状態を示す図である。 トリガ機構の別の例を示す正面図である。 トリガ機構の更に別の例を示す正面図である。 図１ａをＩＩ方向から見た場合のトリガ機構の形状例を示す斜視図である。 トリガ機構の別の形状例を示す斜視図である。 トリガ機構の更に別の形状例を示す斜視図である。 トリガ機構の更に又別の形状例を示す斜視図である。 免震柱の断面形状が正方形の例を示す説明図である。 免震柱の断面形状が長方形の例を示す説明図である。 免震柱の断面形状が正八角形の例を示す説明図である。 免震柱の断面形状が細長い八角形の例を示す説明図である。 本発明の実施例２の免震構造を示す正面図である。 図４ａをＩＶＢ－ＩＶＢ方向から見た平面図である。 本発明の実施例２である図４ａの免震構造の変形例を示す正面図である。 図５ａをＶＢ－ＶＢ方向から見た平面図である。 本発明の実施例３の免震構造を示す正面図である。 図６ａの変形例を示す正面図である。 本発明の実施例４の免震構造を示す正面図である。 図７ａの変形例を示す正面図である。 本発明の免震構造が適用される構造物の例を示し、更に、構造物の柱である二つの部材の間に免震構造を設けた場合の説明図である。 構造物の梁である二つの部材の間に免震構造を設けた場合の説明図である。 本発明の免震構造を適用した構造物の一例である立体倉庫の正面図である。 図９ａの立体倉庫の側面図である。 免震構造を備えていない構造物の作用を説明するための説明図である。 一段の免震構造を備えた構造物の作用を説明するための説明図である。 二段の免震構造を備えた構造物の作用を説明するための説明図である。
　以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
　図９ａ、図９ｂは、本発明の免震構造を適用する構造物の一例である立体倉庫１００を示しており、この立体倉庫１００は自動倉庫の場合を示している。立体倉庫１００は複数の鋼鉄製の柱１と複数段の鋼鉄製の梁２を備えることにより複数のラック３（棚）を立体的に組み立てた構成を有している。立体倉庫１００は、スタッカークレーン４を挟んで立設されており、立体倉庫１００はスタッカークレーン４の走行方向に沿って延びた長さを有しており、スタッカークレーン４の走行方向と直交する方向には格納される荷の大きさに対応した狭い幅となっている。前記立体倉庫１００を構成する複数の柱１は、ラック３に格納される荷の重量を支持するために高い強度を有している。
　図９ａ、図９ｂに示す立体倉庫１００を構成する複数の柱１の夫々に対して本発明の免震構造５を設ける。この免震構造５は、図９ａ、図９ｂに示すように、立体倉庫１００に備えられる夫々の柱１の同一の高さ位置に設けられる。
　前記免震構造５は、立体倉庫１００のうち免震構造５よりも上側がロッキングする挙動を生じないようにするために、立体倉庫１００の上側から１／３～１／２程度の高さ位置に設置されている。このように、免震構造５を立体倉庫１００の上部に設置しても、免震構造５によって、免震構造５よりも上側の揺れが小さくなることで、結果的に免震構造５よりも下側の構造物の揺れも小さくなることが本発明者の研究によって判明している。
　立体倉庫１００を構成する柱１は、図１ａ、図１ｂに示す如く、上端に板状部材１２を備えた下側の柱部材１Ａ(第一の部材)と、下端に板状部材１２'を備えた上側の柱部材１Ｂ(第二の部材)によって構成されており、二つの柱部材１Ａ，１Ｂは対向する板状部材１２，１２'が水平且つ平坦な端面６，７を有している。二つの柱部材１Ａ，１Ｂに備えた板状部材１２，１２'の間には、傾くことで立体倉庫１００の柱１を免震する免震柱１０が傾斜自在に配設される。この免震柱１０の一端と他端には、前記平坦な端面６，７と対向して当接できる平坦な当接面８，９が形成されている。前記二つの柱部材１Ａ，１Ｂ及び免震柱１０は、水平断面が矩形形状を有する中空又は中実の角型鋼材である。尚、二つの柱部材１Ａ，１Ｂ及び免震柱１０は、角型鋼材に限定されるものではなく、Ｈ型鋼材、Ｉ型鋼材、Ｚ型鋼材、円筒型鋼材であっても良い。
　前記免震柱１０の一端１０ａの当接面８と、免震柱１０の他端１０ｂの当接面９は、二つの柱部材１Ａ，１Ｂに備えた板状部材１２，１２'の端面６，７に当接することで、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０は直線の状態に保持される。
　前記板状部材１２，１２'と免震柱１０との間には、前記免震柱１０の水平方向の変位を拘束し且つ前記免震柱１０が傾き始める際の支点Ｅを形成する係止機構(ストッパ部材)を備えることでトリガ機能を発揮するようにしたトリガ機構１１を設ける。図１ａ、図１ｂに示すトリガ機構１１は、二つの柱部材１Ａ，１Ｂに有する平坦な端面６，７と、前記二つの柱部材１Ａ，１Ｂの間に配置されて前記平坦な端面６，７に圧着される平坦な当接面８，９を有する免震柱１０と、前記二つの柱部材１Ａ，１Ｂから板状部材１２，１２'を介して免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂである端部を水平方向から取り囲むように突出したストッパ部材１３とにより構成されている。更に、図１ａ、図１ｂに示す前記ストッパ部材１３は、前記板状部材１２，１２'から離反するに従って免震柱１０から離反するクリアランス１４を形成するように傾斜しており、前記クリアランス１４によって免震柱１０は支点Ｅを中心に傾くことができる。ここで、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの断面が矩形であることにより、前記支点Ｅは、免震柱１０の平坦な当接面８，９における水平で直線に延びた端縁によって形成される。
　図１ａ、図１ｂの実施例では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと、この二つの柱部材１Ａ，１Ｂの間に配置された免震柱１０と、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０との間に設けられたトリガ機構１１とによって前記免震構造５は構成されている。
　しかし、前記免震構造５に代えて、前記板状部材１２，１２'と、該板状部材１２，１２'の間に配置した免震構造５と、前記板状部材１２，１２'と免震構造５との間に設けられたトリガ機構１１とによって、免震する構造物とは独立してユニット化した免震構造５とすることができる。このようにユニット化した免震構造５は、構造物の柱部材１Ａ，１Ｂの途中、或いは、構造物を構成する梁２と梁２のような部材の間に組み込んで容易に配置することができる。
　そして、前記トリガ機構１１によれば、二つの柱部材１Ａ，１Ｂが水平方向へ相対移動した際には、ストッパ部材１３の内面に免震柱１０の端面６，７の端縁が当接することで、免震柱１０は二つの柱部材１Ａ，１Ｂに対して水平方向外側へ移動することが防止される。このため、前記ストッパ部材１３の内面と免震柱１０の端面６，７の端縁が支点Ｅとなって、免震柱１０は傾きを開始するようになる。尚、前記免震柱１０を傾斜させるために、図１ａ、図１ｂに示すように、ストッパ部材１３の内面と免震柱１０の外面との間に、板状部材１２，１２'から離反するに従って免震柱１０から離反するクリアランス１４を形成する代わりに、前記免震柱１０とストッパ部材１３との間に、免震柱１０の外面と平行な所定のクリアランスを設けても良い。
　図１ｃ、図１ｄは、前記トリガ機構１１の他の例を示したものである。前記トリガ機構１１は、上下対称な形状を有して配置されるため、図１ｃ、図ｄでは、免震柱１０の下端と下側の柱部材１Ａとの間に設けられるトリガ機構１１のみを示している。図１ｃのトリガ機構１１は、免震柱１０の外面と平行なクリアランス１４'を形成するように板状部材１２から突出した突出部からなるストッパ部材１３を形成しており、且つ、免震柱１０の一端１０ａ（下端）の外周には凸部２６が突出している。従って、前記免震柱１０は、凸部２６がストッパ部材１３に当接することによって水平方向への移動が防止され、且つ、免震柱１０は凸部２６を支点Ｅとして傾きを開始できるようになっている。前記凸部２６は、柱部材１Ａに設けた板状部材１２の上面に近いにおけるストッパ部材１３の内面に設けてもよい。又、前記凸部２６は、免震柱１０の周囲に複数個、間隔をおいて並べて設けてもよく、又、免震柱１０の周囲に連続的に環状に設けてもよい。
　又、図１ｄのトリガ機構１１は、ストッパ部材１３が免震柱１０の外面と平行なクリアランス１４'を形成するように設けられた場合において、柱部材１Ｂの一端に対して外側に突出する張出部１０'(フランジ部)を設けている。従って、免震柱１０は、前記張出部１０'の外側の端部がストッパ部材１３に当接することによって水平方向への移動が防止され、且つ、免震柱１０は張出部１０'の外側の端部を支点Ｅとして傾きを開始できるようになっている。尚、図１ｃ、図１ｄでは、ストッパ部材１３が免震柱１０の外面と平行なクリアランス１４'を形成するように設けられた場合について示したが、図１ａに示すように、ストッパ部材１３は免震柱１０の長手方向中心側へ向かって間隔が開くように傾斜していてもよい。
　又、前記板状部材１２，１２'の端面６，７と免震柱１０の当接面８，９との間には、薄いゴム材料等で形成されシート状弾性材２８を介在させてもよい。
　図２ａ～図２ｄは、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０との間に設けた前記トリガ機構１１を構成するストッパ部材１３の形状例を示したものである。二つの柱部材１Ａ，１Ｂに設けたトリガ機構１１を構成するストッパ部材１３は上下対称な形状を有しているため、図２ａ～図２ｄでは下側の柱部材１Ａの板状部材１２に設けたストッパ部材１３のみを示している。
　図２ａは、図１ａと同様に、前記免震柱１０の一端１０ａの全外周を囲むように突出したストッパ部材１３を設けた場合を示しており、図２ｂは、ストッパ部材１３の変形例を示すもので、板状部材１２の４つのコーナ部のみにストッパ部材１３'を設けた場合を示しており、図２ｃは、板状部材１２の４つの辺部のみにストッパ部材１３''を設けた場合を示している。図２ｄは、板状部材１２に対して免震柱１０の一端１０ａの外周を囲むように、スタッド部材である突起１５によるストッパ部材１３を設けた場合を示している。
　尚、図１ａ～図１ｄ、図２ａ～図２ｄの実施例においては、トリガ機構１１としてのストッパ部材１３を、二つの柱部材１Ａ，１Ｂに備えた場合について説明したが、前記ストッパ部材１３は、免震柱１０の一端１０ａと他端１０ｂに設けるようにしてもよい。
＜免震柱の幅と奥行きの設定について＞
　免震構造５の柱１の幅または奥行きの大きさを増加すると、免震構造５のトリガ荷重の増加と免震構造５の剛性の増大に利用することができる。
　図３ａ～図３ｄは、前記免震柱１０の断面形状を示したものであり、この免震柱１０の断面形状は、端部１０ａ，１０ｂの当接面８，９の形状を表わしている。図３ａは、免震柱１０の断面形状が、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）において幅Ｂ１と奥行きＢ２が同じ大きさである正方形の場合を示しており、図３ｂは、免震柱１０の断面形状が水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）において、幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさが異なった長方形の場合を示している。又、前記免震柱１０の断面形状は、図３ａの正方形の四隅を切除した図３ｃに示す正八角形の形状を有していてもよく、或いは、図３ｂの長方形の四隅を切除した図３ｄに示す細長い八角形の形状を有していてもよい。又、前記免震柱１０の断面形状は、上記の形状以外に六角形等の多角形とすることができ、又は、円形、或いは楕円形とすることもできる。
　上記実施例では次のように作動する。
　図１ａは静止状態の時の柱１を示しており、上側の柱部材１Ｂに掛かる荷の荷重は、柱部材１Ｂの平坦な端面７と免震柱１０の平坦な当接面９、及び、免震柱１０の平坦な当接面８と柱部材１Ａの平坦な端面６を介して下側の柱部材１Ａに伝えられ、柱１は直線の状態を保持している。
　又、図１ａにおいて、地震の発生により柱１に水平方向に比較的小さい加速度Ｓ１の揺れが発生した場合にも、前記の柱１は直線の状態を保持する。
　即ち、柱１に掛る荷重によって、前記柱部材１Ｂの端面７と免震柱１０の当接面９は当接して圧着され、及び、免震柱１０の当接面８と柱部材１Ａの端面６は当接して圧着される。このとき、柱部材１Ａ，１Ｂには、免震柱１０の一端１０ａと他端１０ｂの外周を取り囲むストッパ部材１３が設けてあるので、免震柱１０が水平方向外側へ移動することは防止される。従って、中小規模の地震によって、水平方向に比較的小さい加速度Ｓ１の揺れが発生しても、免震柱１０の当接面８，９と柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７が当接するトリガ機能によって免震柱１０は傾くことができず、柱１は直線の状態に保持される。このとき、図３ａ～図３ｄに示す免震柱１０の当接面８，９と柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７が当接する幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさを変更すると、免震柱１０が傾きを開始するトリガ荷重の大きさを変えることができる。前記幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさを大きく設定すると、免震柱１０が傾きを開始するトリガ荷重は大きくなる。
　一方、大規模地震の発生によって、図１ｂに示すように水平左右方向に大きな加速度Ｓ２の揺れが発生した場合には、柱部材１Ａ，１Ｂは水平方向へ相対移動した状態となる。このとき、免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂは、当接面８，９の端縁がストッパ部材１３の内面に当接して移動できないため、端面６，７と当接面８，９の当接によるトリガ荷重の範囲を超えた負荷が免震柱１０に作用した場合には、図１ｂに示すように、免震柱１０は当接面８，９の端縁を支点Ｅとして傾きを開始する。このように免震柱１０が傾くことにより、水平左右方向への大きな加速度Ｓ２の揺れは免震される。又、水平奥行き方向に大きな加速度Ｓ２の揺れが発生した場合にも、同様にして免震柱１０が奥行き方向へ傾くことにより、水平奥行き方向の大きな加速度Ｓ２の揺れは免震される。このとき、当接面８，９の左右方向の幅の大きさ及び奥行き方向の大きさを大きく設定すると、免震柱１０は左右方向及び奥行き方向へ傾き難くなるので、大きなトリガ荷重を設定することができる。このように、簡単な構成の免震構造５を備えることによって、立体倉庫１００（構造物）の柱１に作用する揺れを、水平二軸方向で効果的に免震することができる。
　前記したように、地震によって傾いた免震柱１０は、前記支点Ｅを中心に傾きを戻す力が作用するため、揺れが治まった状態では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０は図１ａのように直線の状態に復元される。
　図１ａ～図１ｄに示すように、二つの柱部材１Ａ，１Ｂに設けた板状部材１２から免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂを囲むように突出したストッパ部材１３を設けて、免震柱１０の水平方向への移動を防止し、且つ、支点Ｅにより免震柱１０の傾きを開始させるようにしたトリガ機構１１を備えたので、簡単な構成のトリガ機構１１によって柱１を水平二軸方向で効果的に免震できるようになる。
　例えば、立体倉庫１００である自動倉庫に荷を格納する際に大きな揺れの荷重が加わる方向や隣接する構造物との距離が近く、中小規模程度の地震では免震構造５を作動させたくない方向に対しては、免震構造５を作動させたくない方向の大きさＢを大きくすることで、免震構造５の免震柱１０が傾き始めるトリガ荷重を大きく設定することができる。即ち、図３ａ、図３ｃに示すように、免震柱１０の断面形状を、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさＢが同一である場合には、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）で同一のトリガ荷重を設定することができる。又、図３ｂ、図３ｄに示すように、免震柱１０の断面形状を、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさを異なった大きさとした場合には、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）でのトリガ荷重を違えて設定することができる。
　上記実施例に示したトリガ機構１１では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０は平坦な端面６，７と平坦な当接面８，９の当接によって直線に保持される。更に、二つの柱部材１Ａ，１Ｂが水平方向へ相対移動した際には、前記免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂが二つの柱部材１Ａ，１Ｂに対して水平方向外側へ移動するのをストッパ部材１３によって防止される。このため、免震柱１０は支点Ｅを中心に傾くようになり、これによって、簡単な構成の免震構造５によって構造物を水平二軸方向で効果的に免震することができる。即ち、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）と交叉する水平全方向に対する免震が可能になる。
　ここで、前記板状部材１２，１２'の端面６，７と免震柱１０の当接面８，９との間に、薄いゴム等で形成されるシート状弾性材２８を設置すると、板状部材１２，１２'と免震柱１０との衝撃的な接触荷重を抑制することができる。前記シート状弾性材２８は、ゴム材料の代わりに発泡材料を利用することもできる。この場合、ゴム材料に比べて復元力は小さくなるが、接触荷重の抑制効果を高めることが期待できる。
　図４ａ、図４ｂは本発明の実施例２の免震構造を示す。図４ａ、図４ｂに示すトリガ機構１１は、免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂに外側へ向けて突出した張出部２７(フランジ部)と、板状部材１２，１２'に突設されて前記張出部２７の外周をクリアランスを有して囲む所要長さのストッパ部材１３とにより構成している。図４ａ、図４ｂのストッパ部材１３は断面矩形の筒形を有している。２３は補強ブラケットである。又、前記ストッパ部材１３は、前記免震柱１０が自重で復帰できる傾斜角度に対応した位置で前記免震柱１０に接する突出長さＪを有することにより傾斜角制限部材２４を構成している。
　図５ａ、図５ｂは実施例２の図４ａ、図４ｂの変形例である免震構造を示す。図５ａ、図５ｂに示すトリガ機構１１は、板状部材１２，１２'と、該板状部材１２，１２'に固定されて前記免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂに設けたフランジ状の張出部２７の外周を囲むように突出した所要長さのストッパ部材１３とにより構成されている。図５ａ、図５ｂのストッパ部材１３は、断面がＵ字形の鋼材からなっていて、張出部２７を前後、左右から挟むように対称に配置されている。このストッパ部材１３は、そのウェブ面が、板状部材１２，１２'に対する固定部分では前記張出部２７に接近しており、板状部材１２，１２'から離反することにより免震柱１０との間隔が増加するように傾斜した傾斜面２５を形成している。又、前記ストッパ部材１３は、前記免震柱１０が自重で復帰できる傾斜角度に対応した位置で前記免震柱１０に接する突出長さＪを有することにより傾斜角制限部材２４を構成している。
　図４ａ、図４ｂ、図５ａ、図５ｂの実施例によれば、前記ストッパ部材１３により突出長さＪを有する傾斜角制限部材２４を構成したので、該傾斜角制限部材２４によって前記免震柱１０が自重で復帰できる傾斜角度以上に傾くことを制限することができる。
　図４ａ、図４ｂ、図５ａ、図５ｂに示す第２の実施例においても、板状部材１２，１２'と、該板状部材１２，１２'に備えたストッパ部材１３と、免震柱１０とからなるトリガ機構１１を備えた免震構造５は、免震する構造物とは独立してユニット化することができ、このユニット化した免震構造５は構造物の柱部材１Ａ，１Ｂや梁２などに容易に組み込んで配置することができる。
　図６ａ、図６ｂは、立体倉庫１００を構成する柱１に備える免震構造５の別の実施例を示している。図６ａ、図６ｂに示す免震構造５は、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７と免震柱１０の当接面８，９の一方の中心に備えた凸部２０と、前記凸部２０と嵌合するように二つの柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７と免震柱１０の当接面８，９の他方の中心に備えた凹部２１とからなるストッパ部材１３を備えたトリガ機構１１を構成している。図６ａでは、免震柱１０の当接フランジ１７に凸部２０が設けられ、該凸部２０は、角パイプからなる柱部材１Ａ，１Ｂによって形成された凹部２１に嵌合している。前記凸部２０及び凹部２１は、截頭角錐形状或いは、截頭円錐形状とすることができる。一方、図６ｂでは、柱部材１Ａ，１Ｂの板状部材１２，１２'に凸部２０を設け、免震柱１０に凹部２１を設けた場合を示している。そして、図６ａ、図６ｂの実施例では、前記トリガ機構１１の凸部２０と凹部２１が調芯機構を兼ねた構成となっている。
　又、図６ａ、図６ｂの実施例では、柱部材１Ａ，１Ｂの板状部材１２，１２'が免震柱１０の当接フランジ１７に対して外側へ突出した形状を有しており、これによって、柱部材１Ａ，１Ｂの板状部材１２，１２'の周囲によって免震柱１０の傾きが開始される支点Ｅを形成している。尚、図６ａ、図６ｂでは、当接フランジ１７よりも板状部材１２，１２'が外側に突出して、当接フランジ１７の外周によって支点Ｅを形成した場合を示したが、板状部材１２，１２'よりも当接フランジ１７が外側に突出して、板状部材１２，１２'の外周によって支点Ｅを形成するようにしてもよい。
　図６ａ、図６ｂの実施例によると、柱部材１Ａ，１Ｂが水平方向に相対移動する際に、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０との間に設けられて嵌合する凸部２０と凹部２１からなるストッパ部材１３により、免震柱１０が水平方向外側へ移動するのを防止する。又、大規模地震によって二つの柱部材１Ａ，１Ｂを相対移動させる大きな揺れが作用したときには、凸部２０と凹部２１が案内となって、免震柱１０は当接フランジ１７による支点Ｅを中心に傾きを開始してトリガ機能を生じ、これにより柱１に作用する揺れは免震される。
　図６ａ、図６ｂの実施例では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂ又は免震柱１０を凹部２１として利用できるので、免震構造５の構成を簡略にすることができる。更に、当接フランジ１７と板状部材１２，１２'により支点Ｅを免震柱１０よりも水平方向外側へ任意に張り出して設けることができるので、簡単な構成により免震柱１０が傾きを開始するトリガ荷重を増加することができる。
　又、上記したように、凸部２０と凹部２１は調芯機構を兼ねるようになっているので、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０との間に水平方向に位置ずれが存在した場合でも、傾斜した免震柱１０が復元する際には、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０は一定の位置に調整されて復元されるようになる。上記図６ａ、図６ｂに示した凸部２０と凹部２１からなる調芯機構は他の実施例においても適用することができる。
　図７ａ、図７ｂは、立体倉庫１００を構成する柱１に備える免震構造５の他の実施例を示している。図７ａ、図７ｂに示す免震構造５は、前記図６ａ、図６ｂと同一の構成において、下側の柱部材１Ａの上端と上側の柱部材１Ｂの下端に設けた板状部材１２，１２'と、前記当接フランジ１７との間に、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７と免震柱１０の当接面８，９を密着した状態で弾力的に連結するトリガ付加部材１８を備えたトリガ機構１１を構成している。前記トリガ付加部材１８としては図示する皿ばね等による復元ばね１９（弾性体）を備えることができる。
　図７ａ、図７ｂに示す実施例のトリガ機構１１では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７と免震柱１０の当接面８，９を密着させた状態に引き付けておく復元ばね１９によるトリガ付加部材１８を備えたので、図１ａ～図１ｄ、図６ａ、図６ｂの場合に比して、免震柱１０が支点Ｅを中心に傾きを開始するトリガ荷重は増加するようになる。更に、復元ばね１９の引き付け強度を選定することにより、トリガ荷重を調節することができる。又、復元ばね１９の引き付け強度を選定することにより、免震柱１０が傾く際の固有周期を調節することができる。
＜トリガ加速度設定について＞
　免震柱１０に水平方向に揺れの荷重が加わった際に免震柱１０が傾き始めるときのモーメントＭＰは、次式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 α：トリガ震度（重力加速度を１とした無次元数）
Ｈ：免震柱１０の高さ
Ｎ：柱１の数
Ｍ：免震装置より上部の質量
ｇ：重力加速度
ｆＯ：復元ばねに与えた初期荷重
Ｂ：柱の幅Ｂ１及び奥行きＢ２の大きさ
　この式を、柱の幅Ｂ１及び奥行きＢ２の大きさＢでまとめると、以下のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　上式より、免震構造５を構成する柱１の断面積の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさＢが大きいほど、対応できるトリガ加速度αを大きく設定できることになる。柱１の断面積の奥行きＢ２を大きくした場合には、奥行き方向で対応できるトリガ加速度αを大きく設定できることになる。
＜免震構造の剛性の増大＞
　前記復元ばね１９を有するトリガ機構１１を備えた免震構造５の固有振動数Ｆ（Ｈｚ）は、次式で与えられる。以下では、説明を簡略にするために、当接フランジ１７の幅と奥行きの大きさＢの場合について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ｋＯ：復元ばねの係数
Ｂ：当接フランジ１７の当接面８，９の幅の大きさ
Ｌ：復元ばね１９の間隔
Ｈ：免震柱１０の高さ
Ｎ：柱１の数
Ｍ：免震装置より上部の質量
　上記式から、免震構造５に設置する復元ばね１９の係数ｋＯを大きくすると、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）の固有振動数はともに大きくなる。一方、免震柱１０に備えた当接フランジ１７の当接面８，９の大きさＢは、水平二軸方向で各別に設定できるため、免震構造５の剛性を大きくしたい方向もしくは小さくしたい方向の大きさＢを調整することで、固有振動数は任意に設定することができる。
　従って、図７ａ、図７ｂの実施例では、前記免震柱１０に備えた当接フランジ１７の当接面８，９の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさＢによるトリガ機能に、前記復元ばね１９によるトリガ付加部材１８によるトリガ荷重が加えられることにより、免震柱１０が傾きを開始する際のトリガ荷重は大きな値に設定することができる。
　例えば、構造物に配管や隣接した構造との取り合いが存在するために、ブレース等による補強が難しく剛性が低下する部分がある場合には、地震発生時の変形が大きくなることが考えられる。このような剛性が低い部分に対しては、免震柱１０に備えた当接フランジ１７の当接面８，９の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさＢを大きくして免震構造５の剛性を増大させることで、地震による負荷の作用時に構造物が局部的に大きく変形する問題を抑制することができる。
　図８ａ、図８ｂは、本発明の免震構造が適用される構造物の例と、構造物に対して本発明の免震構造を適用する場所を示している。図８ａ、図８ｂに示すように、本発明の前記免震構造５は、図９ａ、図９ｂに示した立体倉庫１００、又は、ボイラ設備１０１、又は、立体駐車設備１０２、又は、クレーン、アンローダ、コンベア装置等の荷役設備１０３のような構造物を構成する柱１に適用することができる。前記免震構造５は、図８ａに示すように、構造物を構成する柱１の途中に設けることができる他、柱１の下端と基礎Ｇとの間に設けることもできる。又、前記免震構造５は、図８ｂに示すように、構造物を構成する梁２，２からなる部材の間に設けることできる。
　次に、図１０ａ～図１０ｃを参照して、構造物の柱１に複数段の免震構造５を設けた場合について説明する。図１０ａは免震構造５を備えていない立体倉庫１００を示し、図１０ｂは一段の免震構造５を備えた立体倉庫１００の場合を示し、図１０ｃは二段の免震構造５を備えた立体倉庫１００の場合を比較して示している。図１０ａのように、免震構造５を備えない立体倉庫１００では、地震により基礎が揺れると、立体倉庫１００に伝えられた揺れは上部へ向かうほど大きな加速度の揺れとなり、上端部の揺れは非常に大きくなる。
　一方、図１０ｂに示すように、一段の免震構造５を備えた立体倉庫１００では、免震構造５による免震作用によって、例えば変形量δを吸収できるため、免震構造５よりも上部への揺れの伝わりを低減できるので、立体倉庫１００の上部の揺れは低減される。又、図１０ｃに示すように、柱１に、上下二段の免震構造５を備えた立体倉庫１００では、二段の免震構造５の免震作用によって、変形量２δまでの変形を免震装置として許容できるようになるので、より揺れが大きくなる大規模地震まで免震装置として対応できるようになる。従って、免震の機能が小さい免震構造５であっても、図１０ｃに示すように、免震構造５を多段に設けることによって、地震によって構造物が大きく変形する揺れを吸収して免震することができる。
　尚、本発明の免震構造は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
　１Ａ  柱部材(第一の部材)
　１Ｂ  柱部材(第二の部材)
　２  梁(部材)
　５  免震構造
　６  端面
　７  端面
　８  当接面
　９  当接面
　１０  免震柱
　１０ａ  一端
　１０ｂ  他端
　１１  トリガ機構
　１２  板状部材
　１２' 板状部材
　１３  ストッパ部材
　１３'  ストッパ部材
　１３''  ストッパ部材
　１５  突起（突出部）
　１８  トリガ付加部材
　１９  復元ばね（弾性体）
　２０  凸部(ストッパ部材)
　２１  凹部(ストッパ部材)
　２４  傾斜角制限部材
　Ｅ  支点
　１００  立体倉庫
　１０１  ボイラ設備
　１０２  立体駐車設備
　１０３  荷役設備

Claims (12)

  1. 　平坦な端面が対向する二つの部材の間に配置され、平坦な前記端面に圧着される平坦な当接面を一端と他端に形成して前記当接面が前記端面に圧着した状態から傾斜が可能な免震柱と、
      二つの前記部材と前記免震柱の少なくとも一方に設けられ、二つの前記部材が水平方向へ相対移動した際に前記免震柱が水平方向へ移動するのを防止し、前記端面と前記当接面が圧着した状態から前記免震柱が傾きを開始する支点を形成するようにしたストッパ部材とを有し、
      二つの前記部材の平坦な前記端面及び該端面に圧着される前記免震柱の平坦な前記当接面と、前記支点を形成する前記ストッパ部材とによりトリガ機構を構成した
    ことを特徴とする免震構造。
  2. 　二つの前記部材は柱部材であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
  3. 　二つの前記部材は梁であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
  4. 　前記支点は、二つの前記部材の平坦な前記端面の端縁又は前記免震柱の平坦な前記当接面の端縁によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
  5. 　前記ストッパ部材は、二つの前記部材と前記免震柱の一方に、二つの前記部材と前記免震柱の他方の端部を水平方向から囲むように突出した突出部であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
  6. 　前記ストッパ部材は、前記免震柱が自重で復帰できる傾斜角度に対応した位置で前記免震柱又は二つの前記部材に接する突出長さの突出部を備えて傾斜角制限部材を形成したことを特徴とする請求項５に記載の免震構造。
  7. 　前記ストッパ部材は、二つの前記部材と前記免震柱の一方の中心に設けた凸部と、該凸部と嵌合するように二つの前記部材と前記免震柱の他方の中心に設けた凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
  8. 　前記トリガ機構は、二つの前記部材と前記免震柱を弾力的に連結して前記免震柱が傾きを開始するトリガ荷重を調節できる弾性体を有することを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
  9. 　二つの前記部材の平坦な前記端面と前記免震柱の平坦な前記当接面は、水平二軸方向における幅と奥行きの大きさが異なっていることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
  10. 　二つの前記部材と前記免震柱との間に形成する前記支点が、二つの前記部材及び前記免震柱の水平方向外側へ張り出した位置に設けられ、前記免震柱が傾きを開始するトリガ荷重を増加させたことを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
  11. 　前記請求項１～１０のいずれか１つに記載の免震構造を備えたことを特徴とする構造物。
  12. 　免震構造を備えた立体倉庫であることを特徴とする請求項１１に記載の構造物。
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