JPH02200925A - 免震装置 - 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） 本発明は建築物の免震装置に関する。

（従来の技術） 従来、原子力発電所の建屋あるいは橋梁等の重量’ｉａ
築物の免震装置について各種の提案がなされ、その一部
は実用化されている。例えば特開昭６０−２２３５７６
号公報では、構築物等としての上部構造物と基礎等とし
ての下部構造物との間に、鉛直荷重を支持するとともに
水平荷重に対して弾性変形する積層ゴムからなる弾性体
と、水平荷重に対して所定の弾性変形を経て塑性変形す
る鋼棒等からなる弾塑性ダンパーとを介在させた免震装
置が開示されている。

また、「日経アーキテクチャ（１９８５年１２月３０日
号）」では、そのほかに弾塑性ダンパーを捩りコイル形
金属によって構成したものが開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の免震装置のうち、弾塑性ダンパーを鋼棒
とした前者の構成は、鉛直配置した鋼棒を水１１方向に
変形させるものであるため弾性変形域が狭く、比較的小
さな振幅で塑性変形に至り中規模の地震等に対しては極
めて有効ではあるが、大地震時等の比較的大きな振幅に
対する制振効果が不足する。

これに対し、弾塑性ダンパーを捩りコイル形とした後者
の構成は弾性変形域が広く、大振幅に対してＨ効である
が、その反面、コイル形による撓み性の良さから小振幅
域では必ずしも十分な制振効果が得られない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、弾塑
性ダンパーにょる制振効果が大小両振幅域全般に亘って
十分に得られる免震装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、建築物の上部構造
物と下部構造物との間に、鉛直荷重を支持するとともに
水平荷重に対して弾性変形する弾性体と、それら上部構
造物と下部構造物との間に生じる水平方向の相対振動を
金属製の弾塑性変形体の変形で吸収する弾塑性ダンパー
とを介在させた免震装置において、前記弾塑性ダンパー
を上・下部構造物のそれぞれに対して水平方向への相対
移動を許容されて設けられた中間支持体と、前記上・下
部構造物間に生じる水平方向の相対変位が所定値以下の
範囲内にあるとき、前記中間支持体を上・下部構造物の
いずれか一方に剛に連結し、前記相対変位が前記範囲を
超えたときに前記連結を解除する拘束手段と、前記中間
支持体から鉛直方向に延出されて前記一方の構造物に係
止された第１の弾塑性変形体と、前記中間支持体から鉛
直方向に延出されて他方の構造物に係止された第２の弾
塑性変形体と、から構成する。

（作　用） 本発明によれば、上・下部構造物間の相対変位が所定値
以内の小振動時には、中間支持体が拘束手段によって上
・下部構造物の一方と剛に連結されて一体に移動するの
で、この中間支持体と一方の構造物との間には相対変位
が生じることはなく、中間支持体と他方の構造物との間
に相対変位が生じる。このため、中間支持体と他方の構
造物との間に設けた第２の弾塑性変形体に水平荷重が作
用してこの第２の弾塑性変形体の変形により振動エネル
ギーが吸収される。

また、上・下部構造物間の相対変位が前記所定値を超え
る大振動時には、拘束手段による中間支持体と一方の構
造物との連結が解除されてそれらの間の相対移動も許容
されるので、中間支持体と一方の構造物との間に設けた
第１の弾塑性変形体にも水平荷重が作用するようになり
、この第１の弾塑性変形体の変形によっても振動エネル
ギーが吸収される。

従って、大小の振幅域全般に亘って十分な制振効果が得
られるようになる。

（実　施　例） 以下、本発明の一実施例を図を参照して説明する。

この実施例では図に示すように、構築物等の上部構造物
１と基礎等の下部構造物２との間に、ゴム板と金属板と
を積層してなる弾性体３と、それら上部構造物ｌと下部
構造物２との間に生じる水平方向の相対振動を金属製の
弾塑性変形体の変形で吸収する弾塑性ダンパー４とを介
在させて免震装置を構成している。

上記弾性体３は、ネオプレンゴム等の平板状に形成され
たゴム板３ａと、金属でこれと同じ形状に形成された金
属板３ｂとを接着剤を介在させて交互に積層し、この両
端に平板状のエンドプレート３ｃ、３ｃを取付けて構成
し、各エンドブレー）３ｃ、３ｃは上記上部構造物１と
下部構造物２とにそれぞれ固定されている。この弾性体
３は、鉛直荷重を支持する一方、水平荷重に対して弾性
変形し、上部構造物１と下部構造物２との相対変位を許
容する。

弾塑性ダンパー４は主に水平方向の相対振動を制振する
もので、上・下部構造物１，２のそれぞれに対して水平
方向への相対移動を許容されて設けられた中間支持体７
と、前記上・下部構造物１゜２間に生じる水平方向の相
対変位が所定値以下の範囲内にあるとき、前記中間支持
体７を上・下部構造物１．２のいずれか一方に、即ち本
実施例では下部構造物２に剛に連結し、前記相対変位が
前記範囲を超えたときに前記連結を解除する拘束手段８
と、前記中間支持体７から鉛直方向下方に延出されて前
記一方の構造物、つまり下部構造物２に係止された第１
の弾塑性変形体６と、前記中間支持体７から鉛直方向上
方に延出されて他方の構造物、つまり上部構造物１に係
止された第２の弾塑性変形体５とから構成される。

第１及び第２の弾塑性変形体５，６は鉛直方向に沿う複
数の鋼棒あるいは鋼板等のダンパエレメント５ａ、６ａ
でなり、これらは水平方向に間隔的に配列されて中間支
持体７に固定されている。

また、第１の弾塑性変形体６の各ダンパエレメント６ａ
はその下端部が下部構造物２に固定されて中間支持体７
を支持する一方、第２の弾塑性変形体５の各ダンパエレ
メント５ａの上端部は上Ｈａ逍物１に形成した凹所１ａ
に遊挿されている。

中間支持体７は金属等の剛体により平板状に構成されて
おり、ダンパエレメント５ａ、６ａの配列方向に沿う両
端部がそれぞれ拘束手段８によって下Ｎ構造物２に係止
されている。

各拘束手段８は、例えば直角三角形状のブロック９をそ
の直角部９ａをそれぞれピン１０を介して中間支持体７
の両端部に枢着して構成される。

各ブロック９の一方の鋭角部９ｂは下部構造物２に形成
した段部２ａの起立側面２ｂにそれぞれ当接され、また
各他方の鋭角部９ｃに設けたローラ１１が上部構造物１
の下部に突出した一定幅Ｗの係合突起１２の下面に転接
されている。

そして、通常時においては、各ブロック９は上部構造物
１の荷重を若干受け、これによって各ブロック９に回転
モーメントが作用することから、各ブロック９の一方の
鋭角部９ｂが下部構造物２の段部２ａの側面２ｂに圧接
し、これにより中間支持体７が下部構造物２に剛に連結
されるようになっている。

したがって、上部構造物１の荷重がブロック９に作用す
る範囲、つまり一定幅Ｗに形成された係合突起１２の下
面にローラ１１が接している範囲内で上・下部構造物１
，２間に小地震等による水平方向の相対変位が生じた場
合には、中間支持体７は下部構造物２に剛に連結された
状態を維持され、これにより中間支持体７は下部構造物
２と一体化されて、上部構造物１に対して相対移動する
。

このため、第２の弾塑性変形体５のダンバレメント５ａ
が凹所１ａを介して上部構造物１に係合し、この第２の
弾塑性変形体５側だけがダンパー機能を発揮し、第１の
弾塑性変形体６側は機能しない。

また、上部構造物１の荷重がブロック９に作用しない状
態になった場合、つまり係合突起１２の下面からローラ
１１が外れるような所定値ｗ／２以上の大きい相対変位
が上・下部構造物１．２間に生じた場合には、ブロック
９がビン１０を介して回動し得る状態となって、拘束手
段８による中間支持体７と下部構造物２との連結が解除
され、その拘束が解かれる。即ち、この状態では中間支
持体７が下部構造物２から独立してこれに対しても水平
方向に相対移動可能な状態となる。このため、この状態
以降は第１の弾塑性変形体６のダンパエレメント６ａも
前述した第２の弾塑性変形体５とともにダンパー機能を
発揮し、振動エネルギーの吸収に寄与する。

従って、前記実施例によれば、上・下部構造物１．２間
に生じる相対変位が所定値以下の範囲の小振幅の振動時
には、第２の弾塑性変形体５のみの変形でその振動エネ
ルギーを吸収する一方、上記相対変位が上記所定値ｗ／
２を超える大振幅の振動時には、第２の弾塑性変形体５
と第１の弾塑性変形体６との双方でその振動エネルギー
を吸収でき、大小両振幅域の全般に亘って十分に振動エ
ネルギーを吸収できるようになる。

なお、図中で中間支持体７の両端にそれぞれ上方に向け
て突出形成されている突起部７ａは、上部構造物１と中
間支持体７との間の相対変位が極めて大きくなって第２
の弾塑性変形体５の変形が限界に近付いたときに、その
中間支持体７を上部構造物１側に当接させてこの上部構
造物１と一体移動させ、それ以後水平荷重を積極的に第
１の弾塑性変形体６に作用させてこの第１の弾塑性変形
体６で振動エネルギーを吸収させるよう機能するもので
ある。

また、前記実施例では中間支持体７や拘束手段８等の荷
重、及びこの拘束手段８に若干加わる上部構造物１の荷
重は第１の弾塑性変形体６を介して下部構造物２側から
支持するようになっているが、これらの荷重は、中間支
持体７を下部構造物２上に水平方向に移動自在に載置し
た台車上に支持させる等して下部構造物２側から支持し
、第１の弾塑性変形体６にはなるべく鉛直荷重が作用し
ないようにしたほうがより好ましい。

なおまた、前記実施例では、相対変位が所定値ｗ／２以
下の範囲に亘って中間支持体７を拘束手段によって下部
構造物２側に拘束させて一体移動させるようにしたが、
この逆に上部構造物１側に拘束させて一体移動させる構
成とすることも可能である。

また、図示しないが、前記構成の弾塑性ダンパー４は複
数設置されるもので、かつその配列方向は放射状にする
など各種の方向性をもって配置されるものである。

（効　果） 以上要するに本発明によれば、上・下部構造物間の相対
変位が所定値以内の小振動時には、中間支持体を拘束手
段によって上・下部構造物の一方と剛に連結させて中間
支持体を地方の構造物に対してのみ相対移動させ、これ
により中間支持体と他方の構造物との間に設けた第２の
弾塑性変形体側にのみ水平荷重を作用させてこの第２の
弾塑性変形体の変形により振動エネルギーを吸収させる
一方、上・下部構造物間の相対変位が前記所定値を超え
る大振動時には、拘束手段による中間支持体と一方の構
造物との連結を解除させてそれらの間の相対移動も許容
し、これにより中間支持体と一方の構造物との間に設け
た第１の弾塑性変形体にも水平荷重を作用させて、この
第１の弾塑性変形体の変形によっても振動エネルギーを
吸収さ、せるようにしたので、水平方向の振動を大小の
振幅域全般に亘って十分に制振することができるように
なり、割振性能の可及的な向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は・本発明の一実施例を示す縦断面図である。 １・・・・・・上部構造物　　　　２・・・・・・下部
構造物３・・・・・・弾性体　　　　　　４・・・・・
・弾塑性ダンパー５・・・・・・第２の弾塑性変形体 ６・・・・・・第１の弾塑性変形体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 建築物の上部構造物と下部構造物との間に、鉛直荷重を
   支持するとともに水平荷重に対して弾性変形する弾性体
   と、それら上部構造物と下部構造物との間に生じる水平
   方向の相対振動を金属製の弾塑性変形体の変形で吸収す
   る弾塑性ダンパーとを介在させた免震装置において、 前記弾塑性ダンパーを、 上・下部構造物のそれぞれに対して水平方向への相対移
   動を許容されて設けられた中間支持体と、前記上・下部
   構造物間に生じる水平方向の相対変位が所定値以下の範
   囲内にあるとき、前記中間支持体を上・下部構造物のい
   ずれか一方に剛に連結し、前記相対変位が前記範囲を超
   えたときに前記連結を解除する拘束手段と、 前記中間支持体から鉛直方向に延出されて前記一方の構
   造物に係止された第１の弾塑性変形体と、前記中間支持
   体から鉛直方向に延出されて他方の構造物に係止された
   第２の弾塑性変形体と、から構成したことを特徴とする
   免震装置。