JPH04115068A - 建屋免震装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は建屋免震装置に関する。

（従来の技術） 面 従来の建屋免震装置の据付状態を示す縦断免囚を第８図
に示し、円形積層ゴムの鳥轍図を第９図に示す。以下図
面を参照して説明する。

第８図において、建屋１と基礎２との間には円形積層ゴ
ム３が複数個配設されている。この円形積層ゴム３は第
９図に示されるように円板状の鋼板６と弾性体例えばゴ
ム７を積層状に積み重ねたものである。この円形積層ゴ
ム３はせん断方向への剛性が小さく、圧縮方向への剛性
は高くなっている。このため、建屋１の自重あるいは鉛
直方向への地震等による荷重に対しては、建屋１は円形
積層ゴム３が存在しない場合とほぼ同様の挙動を示す。

一方、水平方向への地震等による荷重については円形積
層ゴム３の水平方向の剛性が地震動の主たる周波数成分
よりかなり柔な領域に設定されるため、地震動の卓越成
分のエネルギーが削減され、主にエネルギー量の小さい
長周期成分だけが建屋１に伝達される。この結果として
、建屋１に加わる加速度および水平荷重はともに低減さ
れる。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように、円形積層ゴムは地震力を受けると水平方
向にせん断変形するが、その度合は地震力が強い程大き
くなる。特に免震された建屋の１次固有周期が存在する
長周期成分を多く有する地震の場合、その程度は大きい
。

ところで免震された建屋の固有周期は、建屋や収納機器
の受ける地震力及び建屋の相対変位等を考慮し、適切な
範囲になるよう設定される。すなわち、円形積層ゴムの
剛性を高く設定しすぎると、免震された建屋の固有周期
が短くなり、地震力が十分に低減されない。また剛性を
低く設定しすぎると、地震力は低減されるが、免震され
た建屋と免震されていない建屋との相対変位が大きくな
り、接続配管等がある場合、相対変位を吸収することが
困難になる。

従って、円形積層ゴムの設計にあたっては、免震された
建屋の１次固有周期を適切な範囲に収め、かつ十分なせ
ん断変形を許容できるように考慮することが重要である
。

ここで、長周期成分が卓越する地震動を想定するという
厳しい条件下において免震装置の設計を考えた場合、従
来の技術ではせん断変形をより許容するという観点から
、円形積層ゴムの径を大きくすることが必要となる。こ
の場合、円形積層ゴムの断面積が増大するためその分割
性が増加する。

これを補償するためには２つの方法が考えられる。

一つは円形積層ゴム３の高さを増加させることであり、
もう一つは、円形積層ゴムの設置固数を低減させること
である。

しかしながら、前者の場合重心が上がることにより、ロ
ッキングを誘発しやすくなり建屋及び建屋的収納機器に
余分な地震力を与えることになる。

また、後者の場合７円形積層ゴムの絶対数が減る分、一
つの円形積層ゴムが破損した場合の影響が相対的に増大
し、信頼性の観点から問題となる可能性がある。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、建屋の
固有周期を適切な範囲に設定し、かつ円形積層ゴムの許
容せん断変形を増加させた建屋免震装置を提供すること
を目的としている。

〔発明の構成〕

一３＝ （ｉ１１題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明に係る建屋免震装置
は、円形積層ゴムを建屋と基礎の間に配設した建屋の免
震を行う建屋免震装置において、前記円形積層ゴムは一
端を建屋もしくは基礎に固定されかつ他端は前記円形積
層ゴムよりも径が大きく外縁にせきを有する円形支持板
に滑動可能に偏心して支持され、この偏心方向が互いに
異なる前記円形積層ゴムと前記円形支持板を複数体で一
組の免震体とし、この免震体を建屋と基礎の間に複数組
配設して成ることを特徴とする。

（作用） この様に構成された建屋免震装置においては、地震によ
る慣性力で建屋が水平力を受けると、偏心した円形積層
ゴムはせん断変形をしない状態で剛体的に円形支持板上
を移動した後、せん断変形を開始する。この際、−組の
免震体内では偏心方向が相互に異なるため、各円形積層
ゴムがぜん断変形を開始する迄に円形支持板に沿って移
動する距離は異る。この結果、最初にせん断変形を開始
し、許容せん断変形を越えて変形した円形積層ゴムが機
能の低下あるいは喪失に至っても、遅れてせん断変形を
開始した円形積層ゴムはまだ許容せん断に至っていない
ため建屋免震の機能は維持される。

従って、免震装置全体としてみた場合、より大きなせん
断変形が許容できることになる。さらには、円形積層ゴ
ムの数を若干増すことにより、建屋の固有周期は、従来
の技術による免震装置による場合と同程度に設定するこ
とが可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る建屋免震装置における
円形積層ゴムと円形支持板とから成る一組の免震要素１
０を示したものである。第１図において、円形積層ゴム
３は従来の建屋免震に用いていたものと同じものであり
、この円形積層ゴム３極 はせき９を有し油５を満たした円形支持体４上に滑動可
能にかつ中心部から偏心して支持される。

第２図は第１図に示した円形積層ゴム３と円形支持板４
から成る免震要素１０を建屋に据付だ状態を示したもの
であり、第３図は第２図を上面から見たものであり、円
形積層ゴム３と円形支持板４の配置状態を示している。

第２図に示されるように、円形積層ゴム３の一端を建屋
１に固定し、円形支持板４は外縁部に内側をゴム等の衝
撃吸収材で覆ったせきを有しており、基礎２に固定され
る。

第３図においては、−点鎖線で囲まれた４組の免震要素
１０を免震体８としており、この４組の免震要素１０は
偏心する方向が互いに９０°異なっていド′ る。この免震体８り複数組、基礎に均等に配置される。

第４図は、偏心している状態を数学的に記述したもので
ある。

第４図において、円形支持板４の直径をＤ、円形積層ゴ
ム３の直径をｄ、円形支持板４と円形積層ゴム３の最小
隙間をＸとすると、円形積層ゴム３が剛体的に変位（移
動）可能な距離は最小隙間方向：Ｘ 最大隙間方向：Ｄ−ｄ−ｘ 上記の直角方向：ｈＩ（Ｄ−ｄ−ｘ）・Ｘとなる。

ここで、地震動を受は建屋１が慣性力によって基礎２と
相対運動をした場合、円形積層ゴム３の変形運動につい
て示した図を第５図に示す。第５図においては、建屋が
矢印方向に、基礎がこの反対方向に相対変位したとする
と５円形積層ゴム３ａはＸ変位したところで円形支持板
４ａのせきに衝突し、変形を開始し免震装置として機能
し始める。

次に、ｈＩ（Ｄ−ｄ−ｘ）・Ｘ変位したところで円形積
層ゴム３ｂ、　３ｃが変形を始める。第５図はこのとき
の各円形積層ゴムの状態を示したものであり、上・下と
あるのは１円形積層ゴム３の上面、下面の位置であり、
また点線は初期の位置である。このとき各円形積層ゴム
の初期の位置と上面の相対位置関係は不変であり、一方
、下面は円形積層ゴム３８〜３ｄで円形支持板４８〜４
ｄ上を滑べる距離が異なるため、相対位置関係に違いが
生じる。

＝７ 以上の様な構成によって得られる建屋免震装置の免震体
の復元力特性を第６図に示す。第６図において、点線Ｇ
は本発明に係る実施例と同一の円形積層ゴムを同数、配
置した従来技術の復元力を示し、実線Ｈは本発明に係る
実施例の復元力特性を示す。ここで、横軸に変位、縦軸
に復元力を示している。以下、本発明に係る免震体の一
実施例の復元力特性を第５図及び第６図を用いて説明す
る。先ず変位がＸになるまでは、全ての円形積層ゴムは
円形支持板上を剛体的に滑るのみであるので復元力はな
い。変位がＸに達すると、第５図における円形積層ゴム
３ａが復元力を有するため、正の傾きを持ち始める（第
６図におけるＡ点）。更に変位が進み、Ｊ（Ｄ−ｄ−ｘ
）・Ｘ　になると、円形積層ゴム３ｂ、３ｃが復元力を
有するため、傾きは更に増加し始める（第６図における
Ｂ点）。変位が（Ｄ−ｄ−ｘ）になると、円形積層ゴム
３ｄも復元力を持ち始めるため復元力の傾きは従来技術
による復元力特性の傾きと一致する（第６図における０
点）。更に変位が進むと円形積層ゴム３ａ、　３ｂ・３
ｃ、　３ｄの順に破断もしくは機能の低下が生じ、それ
に伴い復元力の傾きも順次減少する（第６図におけるＤ
点、Ｅ点、Ｆ点）。

すなわち、巨視的な傾向として、本発明による建屋免震
装置では復元力の傾きが従来技術による復元力特性に対
し減少しかつ最大許容変位の大きい復元力特性を得るこ
とができる。

第６図には、従来技術と同じ円形積層ゴムを同数、配置
した実施例について示しているが、免震体の数すなわち
、円形積層ゴムの数を増やすことにより、復元力特性を
従来技術による建屋免震装置と同等にすることができる
。この建屋免震装置の復元力特性を第７図に示す。第７
図に示す様に。

従来技術による建屋免震装置と等価な復元力を有し、か
つ許容せん断変位を従来より増大させた建屋免震装置を
得ることができる。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明によれば、偏心方向が互いに異る
円形積層ゴムと円形支持板を複数体で一組の免震体とし
て、この免震体に複数組、建屋と基礎の間に配設したこ
とから、復元力特性を変えずにより大きな許容せん断変
形を可能にする建屋免震装置を従来技術の如く、積層ゴ
ムの径を大きくすることなく、提供することができる。

また、これにより、免震装置の地震時の裕度の増大に資
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に一実施例に係る建屋免震装置における
円形積層ゴムと円形支持板から成る免震要素を示す鳥轍
図、第２図は本発明の一実施例に係る建屋免震装置の据
付状態を示す縦断面図、第３図は本発明の一実施例に係
る建屋免震装置における免震体の配置状態を示す配置図
、第４図は本発明の一実施例に係る建屋免震装置におけ
る円形積層ゴムと円形支持板の偏心状態を示す数学モデ
ル図、第５図は本発明の一実施例に係る建屋免震装置に
おける免震体の変形運動を示す変形状態図、第６図は本
発明の一実施例に係る建屋免震装置の復元力特性を従来
技術と比較を示す比較図、第７図は本発明の一実施例に
係る建屋免震装置の復元力特性を示す復元力特性図、第
８図は従来の建屋免震装置の据付状態を示す縦断面図、
第９図は円形積層ゴムの鳥敞図である。 １・・・建屋　　　　　　２・・基礎 ３　、３ａ、　３ｂ、　３ｃ、　３ｄ−円形積層ゴム４
　ｒ　４ａ、　４ｂ、　４ｃ、　４ｄ−円形支持板　５
・・油６・・鋼板　　　　　　７・ゴム ８・・免震体　　　　　９・・・せき １０・・免震要素 代理人　弁理士　則　近　憲　佑

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円形積層ゴムを建屋と基礎の間に配設して建屋の免震を
   行う建屋免震装置において、前記円形積層ゴムは一端を
   建屋もしくは基礎に固定されかつ他端は前記円形積層ゴ
   ムよりも径が大きく外縁にせきを有する円形支持板に滑
   動可能に偏心して支持され、この偏心方向が互いに異な
   る前記円形積層ゴムと前記円形支持板を複数体で一組の
   免震体とし、この免震体を建屋と基礎の間に複数組配設
   して成ることを特徴とする建屋免震装置。