JPH01198939A - 免震防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は免震と防振を実現できる免震防振装置に関する
。

（従来の技術） 最近の免震装置ではダンパ機能を有する高減衰積層ゴム
が採用される傾向にある。この高減衰積層ゴムは風荷重
や小地震時の小さな水平動および上下動に対しては水平
および上下方向に比較的大きな剛性を有するため、防振
効果が発揮されないが大地震時には高減衰積層ゴムは適
切な振動周期と減衰性能が発揮され、建物および内部収
容物の損傷が防止される。

（発明が解決しようとする課題） 高減衰積層ゴムは小振幅時において水平方向だけでなく
垂直方向にも比較的大きな剛性を具備するため建物の固
有振動数が高くなってしまう。また、自動車や鉄道など
による特に上下方向の微小外乱振動では卓越振動成分が
１０〜２０Ｈ７であるため、建物の上下方向の固有振動
数が増加して約１０〜２０Ｈ２の範囲に入ると建物が共
振して増幅振動が生じやすく防振性能を発揮することが
できない。勿論、水平方向の微小外乱振動に対しても同
様のことがいえる。

本発明は上述した問題点を有効に解決すべく創案するに
至ったものであって、その目的は微小振幅に対する防振
性能と大振幅に対する免震性能を兼備した免震防振装置
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述した問題点を解決するため本発明は、建物下部と基
礎との間に積層ゴムと鋼材ダンパを配設した免震装置に
おいて、前記積層ゴムを小振幅時に約５％の減衰定数を
有する減衰積層ゴムで構成するとともに、小振幅時の建
物の上下方向の固有振動数が４〜６Ｈ２程度になるよう
上記積層ゴムの剛性を設定し、かつ上記鋼材ダンパの端
部と上記建物下部または基礎との連結部に水平方向に数
■ｍ以上の間隙を形成したものである。

（作　用） 上述の如く構成した免震防振装置では、建物の上下方向
固有振動数が４〜６Ｈ７程度になるよう積層ゴムの剛性
を設定しているので、ｌＯＨ２付近で卓越する大地震は
勿論のこと上下方向の微小外乱振動に対しても建物の共
振を防止でき、また積層ゴムを小振幅時に約５％の減衰
定数を有する減衰型で構成しているので、水平および垂
直方向の微小外乱振動を十分除去できるとともに、水平
方向の大振幅時に積層ゴムの減衰力が鋼材ダンパを補助
するので鋼材ダンパの負担軽減を図れ、同ダンパの配設
数削減による免震防振装置のコストダウンを達成するこ
とができる。

（実　施　例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本発明に係る免震防振装置１は第１図に示す如く建物下
部２と基礎３との間に複数個所配設されている。この免
震防振装置１は建物の荷重を支える積層ゴム４と、積層
ゴム４の周囲に配設された複数本の鋼材ダンパ５で構成
されている。積層ゴム４はゴム板と鋼板を交互に積層し
たものであるが、一般の積層ゴムと異なり小振幅時に水
平および垂直方向に約５％の減衰定数を有する減衰型で
構成され、また通常の高減衰型積層ゴムと異なり建物の
上下方向の固有振動数が４〜６Ｈ２，水平方向の固有振
動数がＩＨ２以下（積層ゴム４だけの場合）になるよう
その剛性が設計されている。

一方、鋼材ダンパ５は通常のものと特に変りなく、本実
施例では最大で約５％の減衰定数を有するものを用いて
いる。ただし鋼材ダンパ５の下端部５ａと基礎３との連
結部に水平方向に数ｍ１以上で好ましくは１ｃｆｆＩ前
後の間隙８が形成され、建物下部２と基礎３が相対的に
数關以上の水平変位を生じない限り鋼材ダンパ５の減衰
作用が生じない構成となっている。なお、鋼材ダンパ５
が当る部分には球面軸受６が配設されている。

免震防振装置は上述の如く構成され、積層ゴム４の上下
方向の荷重変位関係を図示すれば第２図に示す如く本発
明での防振振動数６Ｈ２の設定モデルが免震振動数５Ｈ
２の設定モデルと従来の防振振動数１０〜１２Ｈ２の設
定モデルとの間に入ることになる。

また、上下振動における伝達比を従来の高減衰積層ゴム
の場合と比べると第３図に示す如く本発明の積層ゴム４
の固有振動数が約６Ｈ２になっているので伝達比のピー
クが約６Ｈ２に移動し、これに伴い特に１０〜２０Ｈ２
での伝達比が従来よりも大幅に低下している。

また交通振動に対する速度応答を比較してみると、従来
の高減衰積層ゴムではｌＯＨ２付近の外乱振動の卓越成
分と共振して大きな速度応答が生じているが、本発明の
積層ゴムではｌＯＨ２付近の卓越成分と共振を起こさず
、また６Ｈ２付近では外乱振動成分が急速に減少してい
るので固有振動数６Ｈ２付近でも速度応答はごくわずか
である。

次に免震防振装置１の水平方向の変位で減衰定数との関
係を示すと第５図に示すようになる。同図より明らかな
ように建物下部２と基礎３とが相対的に数龍以上変位す
るいわゆる中、大地震の場合には、鋼材ダンパ５の下端
部５ａが基礎３に当って５％の減衰作用を発揮するとと
もに、積層ゴム４も５％の減衰作用を発揮するので、合
計１０％の減衰作用が得られる。これは従来の高減衰積
層ゴムの減衰定数と同じ値である。従って高減衰積層ゴ
ムを用いた免震装置と比べると本発明の方が積層ゴム４
の減衰定数が半分ですむので積層ゴム４の開発、製造が
容易で低コストで得られ、また通常の積層ゴムと鋼材ダ
ンパを組合せた免震装置と比べると本発明の方が鋼材ダ
ンパ５にかかる水平荷重が少なくなるので鋼材ダンパ５
の配設数が少な（てすむ。

一方、建物下部２と基礎３の相対変位が敗報以下の微小
振動の場合には鋼材ダンパ５が効かないで積層ゴム４だ
けで約５％の減衰作用が発揮される。このときの水平方
向固有振動数は従来の高減衰積層ゴムでは剛性大のため
に２Ｈ２であったが、本発明の積層ゴム４では減衰定数
を約１０％から約５％に下げた分だけ剛性を低くでき、
水平方向固有振動数を約ＩＨ２以下に低下できるので防
振性能の向上にとって有利である。

以上本発明の一実施例につき説明したが本発明は上記実
施例に限られることなく種々の変形が可能であって、例
えば積層ゴム４の減衰部の構成は周知の鉛プラグによる
他、同様の作用を発揮する他の構成を採用してもよいし
、また鋼材ダンパ５は実施例に示した棒状のものに限ら
ず、曲げ板やねじり棒によるダンパを用いてもよい。ま
た実施例中に示した各数値は好ましい結果を得られる例
示であって、本発明はこれら数値に厳格に制約されるも
のではなく、所定の効果を得られる範囲で適宜変更可能
である。

（発明の効果） 本発明は上述の如く、積層ゴムを上下方向固有振動数が
４〜６Ｈ２になるよう設定しているので特に上下方向の
微小外乱振動に対して建物の共振を防止できる。また積
層ゴムを小振幅時に約５９６の減衰定数を有する減衰型
で構成しているので水平および垂直方向の微小外、乱振
動を十分に除去できる。また水平方向の大振幅時には積
層ゴムと鋼材ダンパの減衰作用が総和されて発揮させる
ので、従来の通常型積層ゴムと鋼材ダンパを組合わせた
免震装置と比べて鋼材ダンパにかかる水平荷重を軽減で
き、鋼材ダンパの配設数削減による免震防振装置のコス
トダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示したものであって、第１図
は免震防振装置の側面図、第２図は積層ゴムの上下方向
の荷重−変位関係図、第３図は上下振動における伝達比
の比較図、第４図は交通振動に対する速度応答の比較図
、第５図は水平変位と減衰定数の関係図である。 １・・・・・・免震防振装置　　　２・・・・・・建物
下部３・・・・・・基　礎　　　　　　４・・・・・・
積層ゴム５・・・・・・鋼材ダンパ　　　　６・・・・
・・球面軸受特許出願人　　　　　株式会社　大　林　
組状　理　人　　　　　　　弁理士　−色　健　軸向　
　　　　　　　　弁理士　松　本　雅　利’）ＩＱ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 建物下部と基礎との間に積層ゴムと鋼材ダンパを配設し
   た免震装置において、前記積層ゴムを小振幅時に約５％
   の減衰定数を有する減衰積層ゴムで構成するとともに、
   小振幅時の建物の上下方向の固有振動数が４〜６ＨＺ程
   度になるよう上記積層ゴムの剛性を設定し、かつ上記鋼
   材ダンパの端部と上記建物下部または基礎との連結部に
   水平方向に数ｍｍ以上の間隙を形成したことを特徴とす
   る免震防振装置。