JPH03288038A

JPH03288038A - 可変特性免震装置および可変特性免震システム

Info

Publication number: JPH03288038A
Application number: JP8887890A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Takenaka; 康雄竹中; Takuji Kobori; 小堀　鐸二; Yoshiki Ikeda; 池田　芳樹
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1990-04-03
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1991-12-18

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〕本発明は可変特性免震装置および該装置を利用した可変
特性免震システムに関するもので、建物や重量機器の基
礎部に用い、従来の免震構造に比べ、より高い耐震安全
性、中小地震時や強風時の居住性向上、防護性能の向上
等を図ったものである。

〔従来の技術〕

従来技術としては、通常の免震構造がある。すなわち、
積層ゴム等の免震支承により、建物の固有周期を伸長し
、地震動の卓越周期と固有周期との一致による共振現象
を避けて、建物に作用する地震力を低減し、また弾塑性
ダンパ等の減衰装置による振動エネルギーの吸収により
、さらなる地震力低減及び応答変位の抑制を図っている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の免震構造は受動的な制置構造であり、そ
の特性が予め決まっているため、次のような問題点があ
った。

■　通常、固有周期が１〜３秒に設定されており、地震
動の性質によっては共振現象が生じうる。

■　通常、強風による揺れを抑えるため、小振幅時には
弾塑性ダンパの弾性剛性等により剛性が高くなるよう設
定しており、これは中小地震の免震効果を損なう結果を
生んでいる。

■　また、小振幅時の剛性が高いことは、交通振動等の
微振動の遮断としての防振性能を損なう恐れがある。

■　現在実用化されている減衰装置の多くは減衰性能に
振幅依存性があるため、常に理想的な性能を発揮させる
というのは難しい。

これらの問題点を解決する手段としては、免震構造の周
期、減衰性を外乱や建物の応答によって時々刻々適切に
変化させればよい。本発明の可変特性免震システムはそ
の実現を図ったものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の可変特性免震装置は、例えば積層ゴム等の従来
の免震構造において使用されている弾性支承を、アクチ
ュエータや電動モーターを利用した駆動手段により上下
方向に移動できるようにしたものである。この装置は建
物あるいは重量機器等の上部構造と基礎部との間に介在
し、通常基礎部側に取り付けられた状態で、駆動手段を
操作することにより、弾性支承を上部構造と離間させた
り、上部構造に対し所定の圧力で押圧することができる
。なお、原理的には装置を上部構造側に取り付け、基礎
部側に対し押圧するよう構成することも可能である。

本発明の可変特性免震システムは上記可変特性免震装置
を取り入れたものであり、可変特性免震装置を、従来の
免震構造における複数の弾性支承と併用することにより
構成される。また、従来の免震構造と同様、弾塑性ダン
パ等を併用することもできる。

本発明の可変特性免震システムにより、建物の振動を抑
制するためには、建物、地盤等に配したセンサ等で感知
した種々の外乱をコンピューターあるいは電気回路等を
用いた制御手段で分析し、そのレベルや、建物の応答に
応じて、可変特性装置の駆動部に命令信号を与える。

〔実施例〕

次に、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の可変特性免震装置１
の概要を示したもので、積層ゴム２の下にアクチュエー
タ等、上下に伸縮する駆動装置３を設け、これを基礎部
４側に設置したものである。

第１図（ａ）に示すように駆動装置３を縮めた状態では
、建物等の上部構造５と積層ゴム２が離間した状態にあ
り、駆動装置３を伸長させることにより、第１図（ｂ）
のように積層ゴム２が上部構造５に押し付けられる。こ
の積層ゴム２と上部構造５の当接面にはそれぞれ摩擦板
６．７が取り付けられている。

駆動装置３に取り付ける積層ゴム２はある程度軟らかく
し、水平方向には中低層ビルと同じ剛性とならないよう
にし、上下方向には微震動の除去、駆動の簡単さを狙っ
ている。上下方向に押し付けることにしたのは、水平方
向にはもともと１０〜２０ｃｍ変位する構造であるので
、装置の設計が難しく、また駆動途中で応答に悪影響を
与える可能性があるためである。

第２図は本発明の可変特性免震システムの概要を示した
もので、基礎部４と上部構造５との間に通常の免震構造
における積層ゴム８等の免震装置とともに、上述した可
変特性免震装置１を設置したもので、基礎部４側または
地盤と上部構造５側に設置したセンサ９．１０で感知し
た地震または風等の外乱を制御装置１１で分析し、可変
特性装置１の駆動装置３を作動させる。

第３図（ａ）〜（Ｃ）は可変特性免震装置１による免震
層水平特性の変化を示したものである。すなわち、駆動
装置３の作動により、図に示すような３種の水平特性の
変化が可能となる。離間時には第３図（ａ）に示すよう
に、通常の積層ゴム８のみの最も軟い状態となる。弱く
押し付けた場合、第３図（ｂ）に示すように、水平力が
摩擦力を越えた時、滑動が生じて大きなエネルギー吸収
、減衰効果が期待できる。また、強く押しつけた場合、
第３図（Ｃ）に示すように、滑動が生じず、最も硬い状
態となる。

さらに、複数の可変特性装置１を設置して別個に制御す
れば、種々の特性が得られ、上部建物の応答を極力抑制
すべく、最適な剛性や最適な減衰性を時々刻々選択する
ことができる。最も簡単な例として、第４図に示すよう
にたまたま離間時の特性である程度共振するような状態
に陥るような地震動が来た場合は、可変特性装置１に押
し付は命令を与え、応答スペクトルの谷の最も小さな応
答になるように剛性付加することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明では免震構造を与える弾性支承を上部構造または
基礎部に対し、離間させた状態と、弱く押し付けた状態
、強く押し付けた状態等の間で能動的に制御できるため
、外乱の種類、その振動レベル、振動特性等に応じて建
物等の振動を効果的に制御することができる。また、弾
性支承を上部構造または基礎部に対して押し付けた状態
では、当接面に摩擦板を使用する等して、押圧力との関
係で、エネルギー吸収、減衰効果も期待でき、従来の免
震構造における弾塑性ダンパの機能を兼ねさせることも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の可変特性免震装置の
概要図、第２図は本発明の可変特性免震システムの概要
図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は可変特性免震装置による免
震層水平特性の変化を示すグラフ、第４図は地震動の加
速度応答スペクトルと制御の関係を示すグラフである。１・・・可変特性免震装置、２・・・積層ゴム、３・・
・駆動装置、４・・・基礎部、５・・・上部構造、６．
７−・・摩擦板、８・・・積層ゴム、９，１０・・・セ
ンサ、１１・・・制御装置第　　１　　図（ａ）（ｂ）第３図ａｔわ）（Ｃ）第４図第２図一般低中層建物免震・超高層建物

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水平方向および上下方向について所定の剛性を有
する弾性支承と、該弾性支承を上下方向に駆動させる駆
動手段とからなり、上部構造と基礎部の一方に取り付け
られ、他方に対し前記駆動手段により前記弾性支承を所
定の圧力で押圧可能としたことを特徴とする可変特性免
震装置。
（２）前記弾性支承は積層ゴムからなる請求項１記載の
可変特性免震装置。
（３）前記弾性支承の押圧時の上部構造または基礎部と
の当接面には摩擦板が設けられている請求項１または２
記載の可変特性免震装置。
（４）請求項１、２または３記載の可変特性免震装置と
ともに、前記上部構造と基礎部の間に免震層を構成する
複数の弾性支承を設けたことを特徴とする可変特性免震
システム。
（５）前記上部構造と基礎部の間にさらにダンパを設け
てある可変特性免震システム。