JP2003194146A - 免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 免震ゴムを供える免震構造において、簡単な
構成で、大きな引抜き力が発生した場合にも免震ゴムに
よる免震性能を維持できるようにする。 【解決手段】 免震ゴム１４の下部フランジ板１４ｂに
引抜力低減機構２８を設ける。引抜力低減機構２８は、
下部フランジ板１４ｂを貫通して基礎板２０に閉め込ま
れたアンカーボルト３０と、アンカーボルト３０の頭部
３０ａと下部フランジ板１４ｂとの間に取り付けられた
皿ばね３２とからなる。下部フランジ板１４ｂの下面に
は、ガイド部材１８が固定され、そのガイド部１８ｂ
は、基礎板２０に設けられた開口部２２内に、上下に移
動可能に、かつ、水平方向の変位が阻止されるように保
持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、免震ゴムで免震対
象物を免震する免震構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建築物と基礎部との間に免震
ゴムを介装した構成の免震構造が一般的に用いられてい
る。このような免震構造において、大きな地震の発生時
等に建築物全体が左右に揺れるような動き（ロッキン
グ）が生ずると、建築物が基礎部から浮き上がった部分
において免震ゴムに引抜き力が作用する（図５を参
照）。そして、免震ゴムは圧縮力に対しては大きな強度
を有するが、引抜き力（引張り力）に対する強度は小さ
い。このため、免震ゴムに大きな引抜き力が作用する
と、免震ゴムによる所期の免震性能が得られなくなって
しまう。

【０００３】そこで、例えば特開平１０−２８０７２号
公報には、免震ゴムに作用する引抜き力を低減すること
を目的とした免震構造が開示されている。この免震構造
では、基礎部側および建築物側に互いに直角関係をもっ
て対向配置された下部ガイドレールおよび上部ガイドレ
ールが固定され、これらガイドレールの間に、上下に伸
縮可能な材料からなる引抜拘束部が設けられている。か
かる構成によれば、建築部が基礎部から浮き上がるよう
に変位して引抜き力が発生した場合に、この引抜き力に
対して引抜拘束部が抵抗することにより、免震ゴムに作
用する引抜き力が低減される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の免震構造では、上部および下部のガイドレールを設
けることによって建築物の水平変位を許容する構成とし
ているため、構成が複雑化してコスト増を招いてしま
う。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、簡単な構成で、大きな引抜き力が発生した場合に
も免震性能を維持することが可能な免震構造を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載された発明は、基礎部に免震ゴムを
介して免震対象物を支持する免震構造であって、前記基
礎部に対して固定された保持部材と、該保持部材により
保持され、前記免震ゴムの下部フランジ板を前記基礎部
へ向けて付勢する弾性部材とを設けたことを特徴とす
る。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、免震ゴムに
引抜き力が作用することにより、免震ゴムが基礎部から
浮き上がるように変位すると、その引抜き力は免震ゴム
の下部フランジ板を介して弾性部材に伝達される。この
場合、弾性部材には伝達された力に応じた弾性変形が生
ずる。したがって、免震対象物が上向きに変位すると、
その変位の一部は弾性部材の弾性変形で吸収されること
となり、これにより、免震ゴムに作用する引抜き力が低
減される。このように、本発明によれば、下部フランジ
板を付勢する弾性部材と、これを保持する保持部材とを
設けるだけの簡単な構成で、免震ゴムに作用する引抜き
力を低減して、免震性能を維持することができる。

【０００８】また、請求項２に記載された発明は、請求
項１記載の免震構造において、前記弾性部材は、前記免
震ゴムの弾性係数よりも小さな弾性係数を有することを
特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、弾性体は免
震ゴムよりも小さな弾性係数を有しているので、弾性体
には免震ゴムよりも大きな弾性変形が生ずる。したがっ
て、免震対象物が上向きに変位した場合に、その変位の
大半は弾性体の弾性変形で吸収されることとなり、これ
により、免震ゴムに作用する引抜き力はより効果的に低
減される。

【００１０】また、請求項３に記載された発明は、請求
項１または２記載の免震構造において、前記保持部材は
前記基礎部に対する上下方向の位置を調整可能に構成さ
れていることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、保持部材の
基礎部に対する上下方向の位置に応じて、弾性体の初期
弾性変形量を調整することができる。そして、この初期
弾性変形量に応じた初期荷重が免震ゴムを基礎部に付勢
する力として作用する。したがって、免震対象物に上向
き変位が生じた場合、免震ゴムに作用する引抜き力が上
記初期荷重を超えると、免震ゴムが基礎部から浮き上が
るように変位することとなる。したがって、本発明によ
れば、免震対象物の上向き変位に応じて弾性体が弾性変
形を始めるタイミングを調整することができる。

【００１２】また、請求項４に記載された発明は、請求
項１乃至３のうち何れか１項記載の免震構造において、
前記下部フランジ板の上下方向の変位を許容すると共に
水平方向の変位を阻止するガイド機構を設けたことを特
徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明によれば、ガイド機構
により、免震ゴムの下部フランジ板の水平方向の変位が
拘束される。このため、免震対象物から免震ゴムに回転
力や水平力が作用した場合にも、免震ゴムが傾斜したり
水平方向にずれたりするのを防止して、免震ゴムの免震
性能を維持することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態
である免震構造１０が適用された免震対象物である構造
物１２の基礎部分を示す正面図である。また、図２は、
図１に示す免震構造１０の直線II-IIに沿った断面図で
あり、図３は、免震構造１０の要部を拡大して示す鉛直
方向断面図である。

【００１５】図１〜図３に示す如く、免震構造１０は、
積層ゴムからなる免震ゴム１４を含んで構成されてい
る。免震ゴム１４の上下端部には夫々上部フランジ板１
４ａおよび下部フランジ板１４ｂが固定されており、上
部フランジ板１４ａが構造物１２の下底面に取り付けら
れている。

【００１６】図３に示す如く、下部フランジ板１４ｂの
下面には、取付ボルト１６により、ガイド部材１８が固
定されている。ガイド部材１８は、その上端部に設けら
れた支持プレート１８ａと、支持プレート１８ａの下面
に固定されたガイド部１８ｂとにより構成されており、
支持プレート１８ａが下部フランジ板１４ｂに固定され
ている。ガイド部１８ｂは、例えば、支持プレート１８
ａに溶接固定された環状鋼板１８ｃの内側にモルタル等
の充填材１８ｄを充填すること等により構成されてい
る。

【００１７】ガイド部材１８は、そのガイド部１８ｂが
基礎板２０に設けられた円筒状の開口部２２に収容さ
れ、かつ、支持プレート１８ａの周縁部下面が基礎板２
０上に設置されたベースプレート２３に当接するように
設置されている。ガイド部１８ｂの周囲には、ゴムシー
ト２４等の潤滑用材料が張り付けられており、このゴム
シート２４の外周面が、開口部２２の内周面に沿って固
定された鋼板等からなるガイド面２６と摺動するように
構成されている。これにより、ガイド部材１８は開口部
２２により上下に移動可能に支持されつつ、水平方向の
変位が阻止されるようになっている。なお、ゴムシート
２２をガイド部１８ｂ側ではなく、ガイド面２６側に設
けてもよい。

【００１８】下部フランジ板１４ｂの外周縁部の下面
と、ベースプレート２３との間にはシールゴム等のシー
ル部材２７が装着されている。このシール部材２７によ
り、後述するように下部フランジ板１４ｂが基礎板２０
から浮き上がった場合にも、開口部２２へ雨水等が浸入
することが防止される。

【００１９】免震構造１０は、また、引抜力低減機構２
８を備えている。図２に示される如く、引抜力低減機構
２８は、免震ゴム１４を取り囲むように、１つの免震ゴ
ム１４に対して数個（図２の例では、１２個）設けられ
ている。

【００２０】引抜力低減機構２８は、アンカーボルト３
０と皿ばね３２とにより構成されている。アンカーボル
ト３０は、下部フランジ板１４ｂの外周縁近傍に設けら
れた貫通穴３４を貫通して、基礎板２０へ締め込まれて
いる。また、皿ばね３２は、アンカーボルト３０の頭部
３０ａと下部フランジ板１４ｂの上面との間に装着され
ている。皿ばね３２はその弾性係数が免震ゴム１４の弾
性係数よりも十分小さくなるように構成されている。か
かる引抜力低減機構２８の構成によれば、アンカーボル
ト３０の締め込み量に応じて、皿ばね３２を圧縮変形さ
せ、これにより、皿ばね３２に導入される予荷重Ｐ0を
調整することができる。そして、この予荷重Ｐ0が初期
状態において下部フランジ板１４ｂを基礎板２０へ付勢
する力となる。なお、皿ばね３２に代えて、ゴム製部材
等の他の弾性体を用いてもよい。

【００２１】図４は、免震ゴム１４の取付位置における
構造物１２の上向き変位δと、当該免震ゴム１４に作用
する引抜き力Ｐとの関係を示す。なお、図４には、引抜
力低減機構２８が設けられない場合の上記関係を一点鎖
線で示している。

【００２２】ロッキング等に伴って構造物１２が上向き
に変位すると、免震ゴム１４には引抜き力Ｐが作用す
る。この引抜き力Ｐが、皿ばね３２に付与された予荷重
Ｐ0に達するまでは、下部フランジ板１４ｂが皿ばね３
２により基礎板２０に押し付けられた状態が維持され
る。このため、図４の区間Ｉに示すように、上向き変位
δの進行に応じて、引抜き力Ｐは免震ゴム１４の弾性係
数に応じた比較的大きな勾配で増大する。

【００２３】一方、免震ゴム１４に作用する引抜き力Ｐ
が予荷重Ｐ0を超えると、下部フランジ板１４ｂには皿
ばね３２による下向きの押し付け力を超える上向きの力
が作用することとなるから、下部フランジ板１４ｂが上
向きに変位するようになる。この場合、皿ばね３２はそ
の上端部がアンカーボルト３０の頭部３０ａで拘束され
ているから、下部フランジ板１４ｂにより下から圧縮さ
れて、予荷重Ｐ0が導入された初期状態から更に圧縮変
形する。そして、皿ばね３２の弾性係数は免震ゴム１４
の弾性係数に比べて十分に小さいため、引抜き力Ｐが予
荷重Ｐ0を超えた後は、主として皿ばね３２の圧縮変形
のみが進行する。したがって、図４の区間IIに示すよう
に、引抜き力Ｐは、上向き変位δの進行に応じて、主に
皿ばね３２の小さな弾性係数に応じた小さな勾配で増大
する。すなわち、構造物１２から大きな上向き変位が入
力されても、それに伴って生ずる引抜き力Ｐには、主と
して皿ばね３２の弾性力で抵抗することとなり、免震ゴ
ム１４に過大な引抜き力が作用するのを防止することが
できる。

【００２４】これを、引抜力低減機構２８が設けられな
い場合と比較すると以下の通りである。すなわち、図４
に一点鎖線で示すように、引抜力低減機構２８が設けら
れない場合には、引抜き力Ｐを全て免震ゴム１４で受け
ることになるから、引抜き力Ｐは、弾性限界Ｐ1に達す
るまで、免震ゴム１４の弾性係数に応じた大きな勾配で
増加する。そして、変位δ1において免震ゴム１４の弾
性限界Ｐ1に達すると、それ以上の変位では免震ゴム１
４に塑性変形が生じるために所期の免震性能が得られな
くなる。これに対して、引抜力低減機構２８が設けられ
た場合には、上記の如く、引抜き力Ｐが予荷重Ｐ0を超
えた後は、引抜き力Ｐの増加勾配が小さくなるから、変
位δ1よりも十分に大きな変位δ2で弾性限界Ｐ1に達す
ることになる。このように、引抜力低減機構２８が設け
られることで、より大きな引抜き変位δ2まで、免震ゴ
ム１４をその弾性限界内で作動させて免震性能を維持す
ることができる。

【００２５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、アンカーボルト３０および皿ばね３２からなる簡単
な構成の引抜力低減機構２８を設けるだけで、免震ゴム
１４に過大な引抜荷重が作用するのを防止することがで
きる。したがって、本実施形態によれば、構造物１２
が、例えば高層ビルのようにアスペクト比が大きく、ロ
ッキング時に大きな引抜き力が発生しやすい場合であっ
ても、コスト増を招くことなく免震構造１０を適用して
免震を行なうことができる。

【００２６】また、免震ゴム１４に作用する引抜き力が
低減されることにより、構造物１２に入力される水平力
によって柱に生ずる軸力を抑えるべくラーメン構造を用
いて水平力を構造物１２全体に分散させることが不要に
なる。このため、構造物１２を比較的低コストのブレー
ス架構や耐震壁構造で構築することが可能となり、構造
物１２の構築コストを低減することもできる。

【００２７】また、免震ゴム１４には構造物１２から引
抜き力のほかに回転力や水平方向のせん断力も作用する
が、本実施形態では、上記のように、ガイド部材１８の
ガイド部１８ｂが開口部２２に保持されていることで、
回転力やせん断力が作用した場合にも、免震ゴム１４が
傾斜したり水平に移動したりするのを確実に防止して、
免震性能を維持することができる。

【００２８】なお、上記実施形態では、ガイド部材１８
のガイド部１８ａおよび開口部２２が円筒状に構成され
ているものとしたが、円筒状に限らず、これらを矩形や
十字型に構成してもよい。要するに、ガイド部材１８
を、その上下方向の変位のみを許容し、水平方向の変位
を阻止するように保持できる構成であればよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、免震ゴムを供える免震
構造において、簡単な構成で、大きな引抜き力が発生し
た場合にも免震ゴムによる免震性能を維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である免震構造１０が適用
された構造物１２の基礎部分を示す正面図である。

【図２】図１に示す免震構造の直線II-IIに沿った断面
図である。

【図３】図１に示す免震構造１０の要部を拡大して示す
鉛直方向断面図である

【図４】免震ゴムの取付位置における構造物の上向き変
位量δと、当該免震ゴムに作用する引抜き力との関係を
示す図である。

【図５】建築物のロッキングに伴って引抜き力が生ずる
様子を示す図である。

【符号の説明】

１０ 免震構造 １２ 構造物 １４ 免震ゴム １４ｂ 下部フランジ板 １８ ガイド部材 ２０ 基礎板 ２２ 開口部 ２８ 引抜力低減機構 ３０ アンカーボルト ３０ａ 頭部 ３２ 皿ばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎部に免震ゴムを介して免震対象物を
   支持する免震構造であって、前記基礎部に対して固定さ
   れた保持部材と、該保持部材により保持され、前記免震
   ゴムの下部フランジ板を前記基礎部へ向けて付勢する弾
   性部材とを設けたことを特徴とする免震構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の免震構造において、前記
   弾性部材は、前記免震ゴムの弾性係数よりも小さな弾性
   係数を有することを特徴とする免震構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の免震構造におい
   て、前記保持部材は前記基礎部に対する上下方向の位置
   を調整可能に構成されていることを特徴とする免震構
   造。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のうち何れか１項記載の
   免震構造において、前記下部フランジ板の上下方向の変
   位を許容すると共に水平方向の変位を阻止するガイド機
   構を設けたことを特徴とする免震構造。