WO2017175412A1 - 構造物用支承装置 - Google Patents
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- F16F1/40—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers
Definitions
- the present invention relates to a structure bearing device that is installed in a structure such as a building or a bridge and absorbs seismic energy by elastic displacement of an elastic member, and the amount of displacement differs in two orthogonal directions.
- an elastic bearing device that absorbs seismic energy by elastic displacement of an elastic member has been developed as a bearing device for structures such as buildings and bridges.
- the elastic modulus of the elastic body itself has no directionality, and has the same performance value (allowable displacement amount / rigidity) with respect to the other direction orthogonal to the one orthogonal direction. is there.
- the required performance value (allowable displacement / rigidity) in one direction orthogonal to the required performance value (allowable displacement / rigidity) in the other orthogonal direction may differ depending on the type of structure.
- the shape (structure) of the elastic bearing if the shape (structure) is set to correspond to the lower required performance, the displacement performance will be insufficient.
- the planar dimension of the elastic layer becomes large, the elastic bearing becomes large, and the cost increases.
- the present invention solves the problems of the prior art, has a simple structure, and does not increase the size of the elastic body.
- the other is orthogonal to the required performance value (allowable displacement / rigidity) in one orthogonal direction. It is an object of the present invention to provide a structure bearing device capable of setting different required performance values (allowable displacement amount / rigidity) in the direction of.
- the structural support device of the present invention is fixed to the upper structure side and orthogonal to the center, with an intermediate plate in which a shear restraining member extending vertically in the center and having male screws formed at both ends is arranged.
- the upper structure is displaceable within a predetermined range in one direction orthogonal to the upper elastic body within the range of the elastic force of the upper elastic body, and the lower structure is the lower elastic body. Displacement is possible within a predetermined range in the other direction orthogonal to each other within the range of elastic force.
- the portion of the upper elastic body corresponding to the guide hole of the upper member and the portion of the lower elastic body corresponding to the guide hole of the lower member are made empty.
- An intermediate plate in which a shear restraint member extending vertically in the center and having male screws formed at both ends is arranged, a groove that is fixed to the upper structure side and extends in one direction perpendicular to the center, and the groove restraint member in the groove bottom.
- a plate that prevents displacement in the direction, a nut that is screwed into the upper male screw of the shear restraining member, and a width that is the same as the groove width that is inserted into the lower portion of the shear restraining member that passes through the guide hole of the lower member A plate that prevents displacement of the lower member in one orthogonal direction, and a nut that is screwed to the lower male screw of the shear restraining member, and the rigidity of the upper elastic body and the lower elastic body is increased.
- the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in the other direction orthogonal to the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in one direction can be set differently.
- the upper structure is displaceable within a predetermined range in one direction orthogonal within the range of elastic force of the upper elastic body, and the lower structure is within a predetermined range in the other direction orthogonal to within the elastic force range of the lower elastic body
- the displacement possible it is possible to absorb the earthquake energy by displacing in a wide range with respect to the relative displacement at the time of the earthquake.
- Deformation of the upper elastic body and the lower elastic body is obstructed by the shear restraining member by making the part corresponding to the guide hole of the upper member of the upper elastic body and the portion corresponding to the guide hole of the lower member of the lower elastic body empty. It is possible to efficiently synthesize earthquake energy without being done.
- FIG. 1 is a side view of the structural support device 1 according to the present invention as viewed from one orthogonal direction
- FIG. 2 is a side view of the structural support device 1 as viewed from the other orthogonal direction. is there.
- the upper member 2 fixed to the upper structure side has an upper groove 2a extending in one orthogonal direction (hereinafter referred to as “X direction”) and having an open upper portion. Is formed.
- An upper guide hole 2b extending in the X direction is formed at the groove bottom of the upper groove 2a. The upper surface and the lower surface of the upper member 2 are formed flat.
- the lower member 3 fixed to the lower structure side has a lower groove that extends in the other orthogonal direction (hereinafter referred to as “Y direction”) and has a lower opening. 3a is formed. A lower guide hole 3b extending in the Y direction is formed at the groove bottom of the lower groove 3a. The upper surface and the lower surface of the upper member 2 are formed flat.
- FIG. 7 (a) and 7 (b) show an embodiment of the intermediate plate 4 and a shear restraint member 5 (trade name “Shinbo”) disposed in the center of the intermediate plate 4.
- a central female screw hole 4a is formed at the center of the intermediate plate 4, and the central male screw 5c of the shear restraint member 5 is screwed and fixed.
- the shear restraining member 5 extends up and down of the intermediate plate 4 and has an upper male screw 5a at the upper part and a lower male screw 5b at the lower part.
- a through hole may be formed at the center of the intermediate plate 4, and the shear restraining member 5 may be inserted into the through hole and fixed by welding.
- FIG. 8 shows another embodiment in which the shear restraining member 5 is fixed to the intermediate plate 4.
- the intermediate plate 4 is composed of an upper plate 4b and a lower plate 4c, a through hole is formed at the center of the upper plate 4b and the lower plate 4c, and a through hole is communicated with a part of the lower surface of the upper plate 4b.
- a large diameter portion that communicates with the through hole is formed in a part of the upper surface of the lower plate 4c.
- a large diameter portion 5d is formed in the middle portion of the shear restraining member 5, the large diameter portion 5d of the shear restraining member 5 is positioned at the large diameter portions of the upper plate 4b and the lower plate 4c, and the upper and lower plates 4b, 4c are fixed.
- the shear restraining member 5 is fixed to the intermediate plate 4 by fixing with bolts 6.
- FIG. 9 is a top view of the upper elastic body 7.
- the upper elastic body 7 is made of a restoring material such as rubber.
- a space 7 a extending in the X direction is formed in a portion corresponding to the upper guide hole 2 b of the upper member 2.
- the upper elastic body 7 may be divided into a plurality of parts so as not to overlap the upper guide hole 2b.
- FIG. 10 is a top view of the lower elastic body 8.
- the lower elastic body 8 is formed of a restoring material such as rubber.
- a space 8a extending in the Y direction is formed in a portion corresponding to the lower guide hole 3b of the lower member 3.
- the lower elastic body 8 may be divided into a plurality and arranged so as not to overlap the lower guide hole 3b.
- FIG. 1 and FIG. 2 are a side view seen from the X direction and a side view seen from the Y direction of the structure bearing device 1 incorporating each member.
- the upper elastic body 7 and the lower elastic body 8 are disposed on the upper and lower surfaces of the intermediate plate 4 with the shear restraining member 5 fixed at the center, and the upper member 2 is disposed on the upper surface of the upper elastic body 7.
- the lower member 3 is disposed on the lower surface of the lower elastic body 8 and integrated by vulcanization molding.
- 3 and 4 are a top view and a bottom view of the structure support device 1.
- the intermediate plate 4 the upper elastic body 7, the upper member 2, the lower elastic body 8 and the lower member 3 are integrated by vulcanization, the shear restraining member 5 protruding upward from the upper guide hole 2 b of the upper member 2 is formed.
- a Y-direction displacement prevention plate 9 having a width substantially the same as the groove width of the upper groove 2 a is fitted and a nut 10 is screwed and fixed to the upper male screw 5 a of the shear restraining member 5.
- An X-direction displacement prevention plate 11 having a width substantially the same as the groove width of the lower groove 3 a is fitted into the shear restraining member 5 protruding downward from the lower guide hole 3 b of the lower member 3, and a nut is fitted to the lower male screw 5 b of the shear restraining member 5. 10 is fixed by screwing.
- the upper member 2 With respect to the relative displacement at the time of the earthquake, the upper member 2 is prevented from being displaced in the Y direction by the Y-direction displacement prevention plate 9 and is displaced within a predetermined range from the X direction and the X direction according to the rigidity of the upper elastic body 7. Absorb energy.
- the relative displacement at the time of the earthquake is such that the lower member 3 is displaced in the X direction by the X direction displacement prevention plate 11 and is displaced within a predetermined range from the Y direction and the Y direction according to the rigidity of the lower elastic body 8. Absorb energy.
- the required performance in the X direction (allowable displacement / rigidity) and the required performance in the Y direction (allowable displacement / rigidity) may be set differently.
- the rigidity of the upper elastic body 7 is made larger than the rigidity of the lower elastic body 8.
- the rigidity of the lower elastic body 8 is made larger than the rigidity of the upper elastic body 7.
- the structure support device 1 of the present invention is simple and the required performance value (allowable displacement amount / rigidity) in one orthogonal direction can be obtained without increasing the size of the elastic body. It is possible to set different required performance values (allowable displacement amount / rigidity) in the other direction perpendicular to each other.
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Abstract
【課題】構造が簡単で、弾性体の寸法を大きくすることなく、直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)を異なるように設定することが可能な構造物用支承装置を提供することを目的とする。 【解決手段】中央に上下に伸び両端に雄ネジを形成したせん断拘束部材を配置した中間プレートと、上部構造側に固定され中央に直交する一方の方向に伸びる上部が開口した溝と溝底部に前記せん断拘束部材の上部が貫通する直交する一方の方向に伸びるガイド穴が形成された上部部材と、下部構造側に固定され中央に直交する他方の方向に伸びる下部が開口した溝と溝底部に前記せん断拘束部材の下部が貫通する直交する他方の方向に伸びるガイド穴が形成された下部部材と、前記上部部材の下面と前記中間プレートの上面に固定される上部弾性体と、前記下部部材の上面と前記中間プレートの下面に固定される下部弾性体と、前記上部部材のガイド穴を貫通する前記せん断拘束部材の上部に嵌挿され前記溝幅と同じ幅を有し上部部材の直交する他方の方向の変位を阻止するプレートと、前記せん断拘束部材の上部雄ネジに螺着されるナットと、前記下部部材のガイド穴を貫通する前記せん断拘束部材の下部に嵌挿され前記溝幅と同じ幅を有し下部部材の直交する一方の方向の変位を阻止するプレートと、前記せん断拘束部材の下部雄ネジに螺着されるナットと、を備え、前記上部弾性体と前記下部弾性体の剛性を相違するように設定し、地震時の応力による直交する一方の方向と直交する他方の方向の変位量が異なるようにすることを特徴とする。
Description
本発明は、建築物、橋梁等の構造物に設置され、弾性部材の弾性変位により地震エネルギーを吸収する支承において、直交する二方向で変位量が異なる構造物用支承装置に関する。
従来、建築物や橋梁等の構造物の支承装置として、弾性部材の弾性変位により地震エネルギーを吸収する弾性支承装置が開発されている。
従来の弾性支承装置は、弾性体それ自体のせん断弾性率は方向性がなく、直交する一方の方向と直交する他方の方向に対して同一の性能値(許容変位量・剛性)を有するものである。
しかしながら、構造物の種別等により、直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)が異なる場合がある。
この場合、弾性支承の形状(構造)を決定するにあたり、その形状(構造)を必要性能の低い方に対応させて設定すると変位性能が不足することになるため、必要性能の高い方に対応させて形状(構造)を設定することになるが、これでは弾性層の平面寸法が大きくなり、弾性支承が大型になり、コスト高を招くことにもなるという問題があった。
この場合、弾性支承の形状(構造)を決定するにあたり、その形状(構造)を必要性能の低い方に対応させて設定すると変位性能が不足することになるため、必要性能の高い方に対応させて形状(構造)を設定することになるが、これでは弾性層の平面寸法が大きくなり、弾性支承が大型になり、コスト高を招くことにもなるという問題があった。
本発明は、前記従来技術の持つ問題点を解決する、構造が簡単で、弾性体の寸法を大きくすることなく、直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)を異なるように設定することが可能な構造物用支承装置を提供することを目的とする。
本発明の構造物用支承装置は、前記課題を解決するために、中央に上下に伸び両端に雄ネジを形成したせん断拘束部材を配置した中間プレートと、上部構造側に固定され中央に直交する一方の方向に伸びる上部が開口した溝と溝底部に前記せん断拘束部材の上部が貫通する直交する一方の方向に伸びるガイド穴が形成された上部部材と、下部構造側に固定され中央に直交する他方の方向に伸びる下部が開口した溝と溝底部に前記せん断拘束部材の下部が貫通する直交する他方の方向に伸びるガイド穴が形成された下部部材と、前記上部部材の下面と前記中間プレートの上面に固定される上部弾性体と、前記下部部材の上面と前記中間プレートの下面に固定される下部弾性体と、前記上部部材のガイド穴を貫通する前記せん断拘束部材の上部に嵌挿され前記溝幅と同じ幅を有し上部部材の直交する他方の方向の変位を阻止するプレートと、前記せん断拘束部材の上部雄ネジに螺着されるナットと、前記下部部材のガイド穴を貫通する前記せん断拘束部材の下部に嵌挿され前記溝幅と同じ幅を有し下部部材の直交する一方の方向の変位を阻止するプレートと、前記せん断拘束部材の下部雄ネジに螺着されるナットと、を備え、前記上部弾性体と前記下部弾性体の剛性を相違するように設定し、地震時の応力による直交する一方の方向と直交する他方の方向の変位量が異なるようにすることを特徴とする。
また、本発明の構造物用支承装置は、前記上部構造が前記上部弾性体の弾性力の範囲内で直交する一方の方向の所定範囲内で変位可能とし、前記下部構造が前記下部弾性体の弾性力の範囲内で直交する他方の方向の所定範囲内で変位可能とすることを特徴とする。
また、本発明の構造物用支承装置は、前記上部弾性体の前記上部部材のガイド穴に対応する部分と前記下部弾性体の前記下部部材のガイド穴に対応する部分を空所にすることを特徴とする。
中央に上下に伸び両端に雄ネジを形成したせん断拘束部材を配置した中間プレートと、上部構造側に固定され中央に直交する一方の方向に伸びる上部が開口した溝と溝底部に前記せん断拘束部材の上部が貫通する直交する一方の方向に伸びるガイド穴が形成された上部部材と、下部構造側に固定され中央に直交する他方の方向に伸びる下部が開口した溝と溝底部に前記せん断拘束部材の下部が貫通する直交する他方の方向に伸びるガイド穴が形成された下部部材と、前記上部部材の下面と前記中間プレートの上面に固定される上部弾性体と、前記下部部材の上面と前記中間プレートの下面に固定される下部弾性体と、前記上部部材のガイド穴を貫通する前記せん断拘束部材の上部に嵌挿され前記溝幅と同じ幅を有し上部部材の直交する他方の方向の変位を阻止するプレートと、前記せん断拘束部材の上部雄ネジに螺着されるナットと、前記下部部材のガイド穴を貫通する前記せん断拘束部材の下部に嵌挿され前記溝幅と同じ幅を有し下部部材の直交する一方の方向の変位を阻止するプレートと、前記せん断拘束部材の下部雄ネジに螺着されるナットと、を備え、前記上部弾性体と前記下部弾性体の剛性を相違するように設定し、地震時の応力による直交する一方の方向と直交する他方の方向の変位量が異なるようにすることで、簡単な構造で、弾性体の寸法を大きくすることなく、直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)を異なるように設定することが可能となる。
上部構造が上部弾性体の弾性力の範囲内で直交する一方の方向の所定範囲内で変位可能とし、下部構造が下部弾性体の弾性力の範囲内で直交する他方の方向の所定範囲内で変位可能とすることで、地震時の相対変位に対して広い範囲で変位し地震エネルギーを吸収することが可能となる。
上部弾性体の上部部材のガイド穴に対応する部分と下部弾性体の下部部材のガイド穴に対応する部分を空所にすることで、上部弾性体と下部弾性体の変形がせん断拘束部材に阻害されることがなく効率良く地震エネルギーをきゅうしゅうすることが可能となる。
上部構造が上部弾性体の弾性力の範囲内で直交する一方の方向の所定範囲内で変位可能とし、下部構造が下部弾性体の弾性力の範囲内で直交する他方の方向の所定範囲内で変位可能とすることで、地震時の相対変位に対して広い範囲で変位し地震エネルギーを吸収することが可能となる。
上部弾性体の上部部材のガイド穴に対応する部分と下部弾性体の下部部材のガイド穴に対応する部分を空所にすることで、上部弾性体と下部弾性体の変形がせん断拘束部材に阻害されることがなく効率良く地震エネルギーをきゅうしゅうすることが可能となる。
本発明の実施形態を図により説明する。図1は、本発明の構造物用支承装置1を直交する一方の方向からみた側面図であり、図2は、本発明の構造物用支承装置1を直交する他方の方向からみた側面図である。
図5(a)(b)に示されるように、上部構造側に固定される上部部材2には、直交する一方の方向(以下「X方向」という。)に伸び上部が開口した上部溝2aが形成される。上部溝2aの溝底部には、X方向に伸びる上部ガイド穴2bが形成される。上部部材2の上面と下面は平面に形成される。
図6(a)(b)に示されるように、下部構造側に固定される下部部材3には、直交する他方の方向(以下、「Y方向」という。)に伸び下部が開口した下部溝3aが形成される。下部溝3aの溝底部には、Y方向に伸びる下部ガイド穴3bが形成される。上部部材2の上面と下面は平面に形成される。
図7(a)(b)に、中間プレート4と中間プレート4の中央に配置されるせん断拘束部材5(商標名「しんぼう」)の一実施形態を示す。この実施形態では、中間プレート4の中央に中央雌ネジ穴4aを形成し、せん断拘束部材5の中央雄ネジ5cを螺着して固定する。せん断拘束部材5は、中間プレート4の上下に伸び上部に上部雄ネジ5a、下部に下部雄ネジ5bが形成される。中間プレート4の中央に貫通穴を形成し、貫通穴にせん断拘束部材5を挿入し、溶接により固定しても良い。
図8に、中間プレート4にせん断拘束部材5を固定する他の実施形態を示す。この実施形態では、中間プレート4を上プレート4bと下プレート4cで構成し、上プレート4bと下プレート4cの中央部に貫通穴を形成し、上プレート4bの下面の一部に貫通穴と連通する大径部を形成し、下プレート4cの上面の一部に貫通穴と連通する大径部を形成する。一方、せん断拘束部材5の中間部に大径部5dを形成し、せん断拘束部材5の大径部5dを上プレート4bと下プレート4cの大径部に位置させ、上下プレート4b、4cを固定ボルト6で固定することにより、せん断拘束部材5を中間プレート4に固定する。
図9は、上部弾性体7の上面図である。上部弾性体7はゴム等の復元性のある材料で形成される。上部弾性体7には、上部部材2の上部ガイド穴2bに対応する部分にX方向に伸びる空所7aが形成される。上部弾性体7を複数に分割し、上部ガイド穴2bに重ならないように配置しても良い。
図10は、下部弾性体8の上面図である。下部弾性体8はゴム等の復元性のある材料で形成される。下部弾性体8には、下部部材3の下部ガイド穴3bに対応する部分にY方向に伸びる空所8aが形成される。下部弾性体8を複数に分割し、下部ガイド穴3bに重ならないように配置しても良い。
図1、図2は、各部材を組み込んだ構造物支承装置1のX方向から見た側面図とY方向からみた側面図である。構造物支承装置1を組み立てるには、中央部にせん断拘束部材5を固定した中間プレート4の上下面に上部弾性体7と下部弾性体8を配置し、上部弾性体7の上面に上部部材2、下部弾性体8の下面に下部部材3を配置し、加硫成形により一体化する。
図3、図4は、構造物支承装置1の上面図と底面図である。中間プレート4、上部弾性体7、上部部材2、下部弾性体8及び下部部材3が加硫成形により一体化された後、上部部材2の上部ガイド穴2bから上方に突き出したせん断拘束部材5に上部溝2aの溝幅とほぼ同じ幅のY方向変位阻止プレート9を嵌挿し、せん断拘束部材5の上部雄ネジ5aにナット10を螺着して固定する。
下部部材3の下部ガイド穴3bから下方に突き出したせん断拘束部材5に下部溝3aの溝幅とほぼ同じ幅のX方向変位阻止プレート11を嵌挿し、せん断拘束部材5の下部雄ネジ5bにナット10を螺着して固定する。
地震時の相対変位に対して、上部部材2は、Y方向の変位をY方向変位阻止プレート9により阻止され、X方向と上部弾性体7の剛性に応じたX方向から所定範囲で変位し地震エネルギーを吸収する。
地震時の相対変位に対して、下部部材3は、X方向の変位をX方向変位阻止プレート11により阻止され、Y方向と下部弾性体8の剛性に応じたY方向から所定範囲で変位し地震エネルギーを吸収する。
構造物の種別において、X方向の必要性能(許容変位量・剛性)とY方向の必要性能(許容変位量・剛性)が異なるように設定される場合がある。X方向の変位量をY方向の変位量より小さくしたいという設定の場合、上部弾性体7の剛性を下部弾性体8の剛性より大きくする。逆に、Y方向の変位量をX方向の変位量より小さくしたいという設定の場合、下部弾性体8の剛性を上部弾性体7の剛性より大きくする。
以上のように、本発明の構造物用支承装置1によれば、構造が簡単で、弾性体の寸法を大きくすることなく、直交する一方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)と直交する他方の方向の必要性能値(許容変位量・剛性)を異なるように設定することが可能になる。
1: 構造物用支承装置、2:上部部材、2a:上部溝、2b:上部ガイド穴、3:下部部材、3a:下部溝、3b:下部ガイド穴、4:中間プレート、4a:雌ネジ穴、4b:上プレート、4c:下プレート、5:せん断拘束部材、5a:上部雄ネジ、5b:下部雄ネジ、5c:中央雄ネジ、5d:大径部、6:固定ボルト、7:上部弾性体、7a:空所、8:下部弾性体、8a:空所、9:Y方向変位阻止プレート、10:ナット、11:X方向変位阻止プレート
Claims (3)
- 中央に上下に伸び両端に雄ネジを形成したせん断拘束部材を配置した中間プレートと、
上部構造側に固定され中央に直交する一方の方向に伸びる上部が開口した溝と溝底部に前記せん断拘束部材の上部が貫通する直交する一方の方向に伸びるガイド穴が形成された上部部材と、
下部構造側に固定され中央に直交する他方の方向に伸びる下部が開口した溝と溝底部に前記せん断拘束部材の下部が貫通する直交する他方の方向に伸びるガイド穴が形成された下部部材と、
前記上部部材の下面と前記中間プレートの上面に固定される上部弾性体と、
前記下部部材の上面と前記中間プレートの下面に固定される下部弾性体と、
前記上部部材のガイド穴を貫通する前記せん断拘束部材の上部に嵌挿され前記溝幅と同じ幅を有し上部部材の直交する他方の方向の変位を阻止するプレートと、
前記せん断拘束部材の上部雄ネジに螺着されるナットと、
前記下部部材のガイド穴を貫通する前記せん断拘束部材の下部に嵌挿され前記溝幅と同じ幅を有し下部部材の直交する一方の方向の変位を阻止するプレートと、
前記せん断拘束部材の下部雄ネジに螺着されるナットと、
を備え、
前記上部弾性体と前記下部弾性体の剛性を相違するように設定し、地震時の応力による直交する一方の方向と直交する他方の方向の変位量が異なるようにすることを特徴とする構造物用支承装置。 - 前記上部構造が前記上部弾性体の弾性力の範囲内で直交する一方の方向の所定範囲内で変位可能とし、前記下部構造が前記下部弾性体の弾性力の範囲内で直交する他方の方向の所定範囲内で変位可能とすることを特徴とする請求項1に記載の構造物用支承装置。
- 前記上部弾性体の前記上部部材のガイド穴に対応する部分と前記下部弾性体の前記下部部材のガイド穴に対応する部分を空所にすることを特徴とする請求項1又は2に記載の構造物用支承装置。
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- 2016-04-05 JP JP2016075559A patent/JP6026034B1/ja not_active Expired - Fee Related
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