JPH03183874A - 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、建築構造物と基礎との間に、弾性体と鋼棒と
を並設して構成した免震装置に関するものである。

（従来の技術） 従来からこの種の免震装置としては第２図に示すように
、建築構造物１と基Ｗ２の間に、鉛直荷重を支持しつつ
水平地震力により弾性変形される弓１１１性体３と、水
平地震力により弾性変形を経て塑性変形される一定断面
積の鋼棒４とを並設した構造のものが提案されている（
特開昭６０−２２３５７６号公報参照）。この提案では
、鋼棒４の上下両端４ａ、４ｂが構造物１及び基礎２に
遊嵌されて単純支持的に構成されている。

（発明が解決しようとする課題〉 ところで上述の免震装置にあっては、鋼棒４の横断面積
が軸方向に沿って基礎２側から建築構造物１側まで同一
に設定されていたため、鋼棒４には、地震時に生ずるモ
ーメント分布に対応してその軸方向略中央部に高い応力
が発生し、その結果鋼棒４全体ではなくその中央部にの
み集中的に大きな弾性歪み、ひいては塑性歪みが生じる
こととなっていた。このため、鋼棒４が弾塑性変形する
ことによってエネルギを吸収することができる地震力の
範囲が、その中央部の剛性、耐力等に制限されて比較的
狭く、中小地震から大きな地震まで幅広く対応すること
ができないという問題があった。即ち、中央部の剛性、
耐力等を考慮して大−きな一定の横断面積で鋼棒４を設
計すると、大きな地震力に対しては好ましくエネルギ吸
収作用を発揮するものの、小さな地震力に対しては鋼棒
４の剛性が高すぎて十分な弾性変形、ひいては塑性変形
を生じさせることができず、他宮中さな一定の横断面積
で鋼棒４を設計すると、小さな地震力に対しては適当な
免震機能を発揮するものの、大きな地震力に対しては容
易に破断、破壊してしまい、いずれの場合にあっても幅
広いエネルギ吸収機能を得ることができないという問題
があった。

そこで一般的には、発生頻度の高い地震に対して有効な
エネルギ吸収作用を発揮させるべくそのような地震に対
応させた一定の断面積で鋼棒４は設計されるが、大きな
地震が発生した場合には変形が追従できず、折損してし
まうおそれがあった。

ここに、大きな地震力の作用に伴い基礎２と建築構造物
１との間に大きな相対移動が生じることを考慮して、こ
の相対移動量に見合う大きな許容変形量を鋼棒４に設定
すべく鋼棒４の長さを長くすることも考えられるが、こ
れでは鋼棒４の弾性変形域が広がってしまい、中小地震
の範囲では弾性変形のみ生じて十分な地震エネルギの吸
収能力を得ることができないことになる。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は小地震から大地震まで広い範囲にわたって適用す
ることができる免震装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、建築構造物と基礎との間に、建築構造物の荷
重を支持しつつ水平地震力を緩衝するために弾性変形さ
れる弾性体と、水平地震力を吸収するために弾塑性変形
される鋼棒とを並設した免震装置において、鋼棒の一端
を基礎に固定し他端を建築構造物に球面部材を介して結
合すると共に、鋼棒の横断面積を、基礎側から建築構造
物側へその軸方向に沿って漸次減少させるべく先細り形
状に形成したことを特徴とする。

（作　用） 本発明の作用について述べると、鋼棒の一端を基礎に固
定し他端を建築構造物に球面部材を介して結合して鋼棒
を片持ち梁様に配設すると共に、鋼棒の横断面積を、基
礎側から建築構造物側へその軸方向に沿って漸次減少さ
せるべく先細り形状に形成することにより、地震時鋼棒
の軸方向に沿って生じる応力分布が均一化され、その結
果、発生する弾性歪み、ひいては塑性歪みを鋼棒全体に
わたって均一化できるようになっている。これにより、
鋼棒に局所的に大きな塑性歪み等が発生するのを抑えて
、小変形から大変形まで広い範囲でダンパとしての機能
を期待することができる。

（実　施　例） 以下本発明の好適な実施例を、添付図面を参照して詳述
する。

第１図は本発明に係る免震装置の一実施例を示す概略構
成図である。

本発明は基本的には、建築構造物５と基礎６との間に、
建築構造物５の荷重を支持しつつ水平地震力を緩衝する
ために弾性変形される弾性体と、水平地震力を吸収する
ために弥塑性変形される鋼棒７とを並設した免震装置に
おいて、鋼棒７の一端７ａを基礎６に固定し他端７ｂを
建築構造物５に球面部材８を介して結合すると共に、鋼
棒７の横断面積を、基礎６側から建築構造物５側へその
軸方向に沿って漸次減少させるべく先細り形状に形成し
て構成される。

本実施例の免震装置は、建築構造物側の上部基１１５と
地盤側の下部基１ｉ１１ｉ６との間に介装されており、
鉛直荷重を支持し地震力等の水平荷重に対して弾性変形
する弾性体（図示せず）と、水平荷重に対して弾性変形
を経て、塑性変形する鋼棒７とから構成されている。

鋼棒７はその下部７ａが均一断面で形成されており、こ
の下部７ａは、上方に向かって漸次直径が小さくなるよ
うに形成された第１のテーパ状部７ｅによって中間部７
Ｃに連結されている。この中間部７Ｃは下部７ａよりも
直径が小さい均一断面で形成されており、この中間部７
Ｃは、上方に向かって更に漸次直径が小さくなるように
形成された第２のテーバ状部７ｄによって上部７ｂに連
結されている。この上部７ｂは中９間部７ｃよりも直径
が小さい均一断面で形成されている。

鋼棒７は、片持ち梁様に下部７ａのみが下部基礎６に挿
入されて固定されていると共に、上述したように下部７
ａから上部７ｂに向って軸方向に先細り形状となってお
り、上部７ｂが球面すべり軸受８を介して上部基礎５の
下部に固定されたダンパ受鋼製架台９に結合された構造
となっている。

本丈施例の鋼棒７は円形断面の鋼棒であって、例えば下
部７ａの直径が１６０ｎｕｓ、中間部７ｃの直径が１４
０關、上部７ｂの直径が７０ｍｍの先細り形状となって
いる。この鋼棒７の片持ち梁様の取付は構造及び下部７
ａから上部７ｂに向う先細り形状の採用によって、発生
するモーメントに対応させた形態で下部７ａの断面積を
大きくしモーメントが小さくなるにつれて鋼棒７の断面
積を漸次小さく設定している。従って、塑性歪みは局部
に集中するようなことはなく、鋼棒７の下部７ａから上
部７ｂにわたって略均−に発生することになる。この結
果、鋼棒７は中小地震から巨大地震まで幅広く十分に変
形が追従できることになり、小変形から大変形まで広い
範囲でダンパとして機能する。

また、左右一対の鋼棒７の下部７８間には剛性を増すた
めの補強材１０が配設されている。

一方、上記弾性体は従来の構成と同様に、ネオブレンゴ
ム等で平板状に形成された弾性シートと、金属でこれと
同じ形状に形成された金属シート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を
取り付けて構成し、各エンドプレートは上記上部基礎５
と下部基礎６とにそれぞれ固定されている。

更に、鋼棒７は大地震を経ると取り換えられるが、この
鋼棒７はモーメントを支持する下部７ａが下部基礎６中
に埋め込まれているため、ボルトで取り付けたり、取り
外したりすることはできない。したがって、次のような
手順で取付け、取外し作業を行なう。まず取り外す場合
は、球面すべり軸受８をダンパ受は鋼製架台９から取り
外した後、鋼棒７を上方へずらす。この目的のため、上
部基礎５には、鋼棒７のずらし量を吸収する上方へ向か
って延びる穴５ａが設けられている。またこの穴５ａは
、鋼棒７の外側への引出しのために外方へ向かって口広
に形成されている。次に、鋼棒７の下部７ａを上方へ持
ち上げて下部基礎６から抜き出した後横方向に引き出し
、このようにして鋼棒７を上部構造５と下部基１１６と
の間から取り出す。これによって鋼棒７の取外し作業が
完了する。なお、鋼棒７を取り付ける場合には、以上の
手順を逆に行なえばよい。

（発明の効果〉 以上説明したように本発明に係る免震装置によれば、鋼
棒の一端を基礎に固定し他端を建築構造物に球面部材を
介して結合して鋼棒を片持ち梁様に配設すると共に、鋼
棒の横断面積を、基礎側から建築構造物側へその軸方向
に沿って漸次減少させるべく先細り形状に形成したこと
により、地震時鋼棒の軸方向に沿って生じる応力分布が
均一化され、その結果、発生する弾性歪み、ひいては塑
性歪みを鋼棒全体にわたって均一化することができる。

これにより、鋼棒に局所的に大きな塑性歪み等が発生す
るのを抑えて、小変形から大変形まで広い範囲でダンパ
としての機能を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る免震装置の一実施例を示す概略側
面図、ｆｆ１２図は従来の免震装置の一例を示す側断面
図である。 ５・・・・・・建築構造物（上部基礎）６・・・・・・
基礎（下部基礎） ７・・・・・・鋼棒 ７ａ・・・・・・鋼棒の一端（下部） ７ｂ・・・・・・鋼棒の他端（上部） ８・・・・・・球面部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 建築構造物と基礎との間に、該建築構造物の荷重を支持
   しつつ水平地震力を緩衝するために弾性変形される弾性
   体と、水平地震力を吸収するために弾塑性変形される鋼
   棒とを並設した免震装置において、上記鋼棒の一端を上
   記基礎に固定し他端を上記建築構造物に球面部材を介し
   て結合すると共に、該鋼棒の横断面積を、上記基礎側か
   ら上記建築構造物側へその軸方向に沿って漸次減少させ
   るべく先細り形状に形成したことを特徴とする免震装置
   。