JPH0542202Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は免震装置に関し、特に建築構造物全
体を大地震などから保護する免震構造に関する。

《従来技術と問題点》 従来から、例えば原子力発電所の建屋、橋梁の
脚部などの重量建築構造物の免震装置として各種
の提案がなされており、その一部はすでに実用化
されている。

この種の免震装置としては、平板状の弾性体、
例えばゴム板を鋼板などでサンドイツチ状に積み
重ねた積層ゴム構造が周知であるが、以下の問題
があつた。

すなわち、入力地震加速度が、例えば0.2ｇ以
上のように大きくなると、構造物の横滑りが発生
し易くなるとともに、弾性体を主体として構成し
ているため、地震エネルギーの吸収を示す履歴曲
線によつて囲まれた面積も小さいという問題があ
つた。

そこで、上記問題を解消し、大きなエネルギー
吸収が得られるように、上記積層ゴムと地震力が
加わつた際に直ちに塑性変形をする軟質金属、例
えば鉛と組合わせた免震装置が提案されている。

しかしながら、このような免震装置では、地震
エネルギーの吸収機能は増大されるものの、地震
とは逆に構造物に短周期の振動、例えば強風など
が作用した際に、軟質金属が比較的小さい外力に
対しても塑性変形するために、構造物が予期した
以上に揺れるという問題がある。

この考案は、上述した問題の解決を意図してな
されたものであつて、その目的とするところは、
比較的大きな地震エネルギーの吸収機能を備え、
且つ構造物側に加わる外力に対しては適当な剛性
を有する免震装置を提供するところにある。

《問題点を解決するための手段》 上記目的を達成するため、この考案は、建築構
造物と基礎との間に介装される免震装置におい
て、前記建築構造物の鉛直荷重を支持し水平変位
に対して弾性変形をする積層弾性体と、所定の弾
性変形を経て塑性変形する棒状ダンパーとを併設
し、この棒状ダンパーの一端を前記基礎に固定し
且つその他端外周に緩衝材を周設するとともに、
該緩衝材と前記建築構造物との間に球面軸受けを
介装させた。

《考案の作用》 上記構成の免震装置においては、弾性体と棒状
ダンパーとの重畳された履歴曲線が得られ、地震
エネルギーを大きく吸収して、建築構造物を保護
できる。

また、建築構造物ないしは基礎に加えられる微
小振動に対しては、棒状ダンパーに介装された緩
衝材を選択することにより、微小振動を吸収ない
しは大幅に減衰させる。

さらに、建築構造物に加えられる風などの外力
に対しては、棒状ダンパーが適当な剛性を有して
いるので、建造物自体が大きく揺れることを抑制
する。

《実施例》 以下、この考案の好適な実施例について添附図
面を参照にして詳細に説明する。

第１図および第２図は、この発明に係る免震装
置の一実施例を示している。

同図に示す免震装置は、建築構造物１０と基礎
１２との間に介装されており、建築構造物１０の
鉛直荷重を支持する弾性体１４と、棒状ダンパー
１６とで構成されている。

上記弾性体１４は、平板状のゴム板１４ａと、
同じ形状の鋼板１４ｂとを交互に積層して、上下
端にエンドプレート１４ｃ，１４ｃを取付けたも
のであつて、水平荷重に対する変位は、第４図に
破線で示すような状態となり、長周期波を主成分
とする地震波の吸収機能を有している。

一方、棒状ダンパー１６は、断面が円形の鋼棒
１６ａと、鋼棒１６ａの上下端に配置された一対
の上、下部取付プレート１６ｂ，１６ｂとを備
え、上部取付プレート１６ｂは建築構造物１０側
に設けられた凹部１８を塞ぐようにして構造物１
０に固定され、下部取付プレート１６ｃは基礎１
２側に設けられた凹部２０を塞ぐようにし基礎１
２に固定されている。

上記鋼棒１６ａの下端は、下部取付プレート１
６ｃを貫通してその下面と溶着固定されるととも
に、鋼棒１６ａの上端と上部取付プレート１６ｂ
との間は第２図に示すように構成されている。

鋼棒１６ａの外周にはスリーブ状の緩衝材２２
が装着され、緩衝材２２と上部取付プレート１６
ｂとの間には球面軸受２４が介装されている。上
記緩衝材２２は、例えばゴム、粘性体、粘弾性体
などが用いられる。

棒状ダンパー１６の水平変位に対する挙動を第
３図に示している。

同図のOA間では、棒状ダンパー１６に介装さ
れた緩衝材２２により、微小振動を吸収し減衰さ
せることができる。

つまり、この実施例では、球面軸受２４の揺動
が規制されるまでは、その振動は直接構造物１０
側には伝わらず、緩衝材２２の緩和機能により減
衰された状態で伝達される。

そして、さらに大きな水平変位が加わると、鋼
棒１６ａの弾性変形領域を越えて塑性変形領域に
入る。

さて、上述の如く構成された本考案の免震装置
は、弾性体１４と棒状ダンパー１６が併設されて
いるため、装置全体としての水平荷重に対する特
性は、第４図に実線で示すように、これらの個別
特性を重畳したものとなり、地震エネルギーの吸
収度合いを示す履歴曲線の面積（第４図中点で囲
まれた部分）が大きくなり、その結果基礎１２か
ら構築構造物１０に伝達する振動を大幅に低減で
きる。

また、建築構造物１０内で発生する機械振動や
基礎１２側から伝達される車両振動などの微小変
位に対しては、球面軸受２４の揺動と緩衝材２２
の変位吸収作用とで良好な住環境を確保できる。
そして、地震等により基礎１２と建築構造物１０
とが相対的に変位する場合には、基礎１２と建築
構造物１０とか球面軸受け２４の球中心とその回
転中心がずれるように変位（上方方向に変位）し
ても、緩衝材２２が球面軸受け２４の球中心とそ
の回転中心のずれを吸収してスムーズな球面軸受
け２４の回転が阻害されることを可及的に防止で
き、以て棒状ダンパー１６に固定端を引き剥す方
向の引張り軸力が生じることによる疲労破壊を可
及的に防止できる。

さらに、鋼棒１６ａは適度な剛性を備えている
ので、建築構造物１０に加わる風などの短周期で
中低度の振動に対しても揺れることが防止され
る。

さらにまた、棒状ダンパー１６は、鋼棒１６ａ
と上・下部取付プレート１６ｂ，１６ｃを主体と
して構成され、構造が簡単で容易に取替えられ
る。

第５図は本考案の免震装置の別の実施例を示し
ており、この実施例では棒状ダンパー１６を建築
構造物１０および基礎１２に対してそれぞれ２個
所ずつで結合している。

棒状ダンパー１６の鋼棒１６ａの最上段の結合
点Ｉは、上部取付プレート１６ｂを貫通してその
上面と溶着固定されている。

そして、結合点Ｉを除く他の結合点−は、
上記実施例の第２図に示した、緩衝材２２と球面
軸受２４とによる揺動構造となつている。

このような構造の棒状ダンパー１６を用いて
も、上記実施例と同様な作用効果が得られる。

なお、上記実施例では棒状ダンパー１６の鋼棒
１６ａを１本で構成した場合を例示したが、この
考案の実施はこれに限定されることはなく、鋼棒
１６ａは複数本であつてよい。

また、上記棒状ダンパー１６は、第３図に示す
履歴曲線を備えたものであり、地震エネルギーの
吸収ないしは減衰性能は、この履歴曲線によつて
囲まれる面積および形状によつて把握され、この
性能は特に鋼棒１６ａの形状に大きく依存してい
る。

従つて、高度の減衰性能を発揮させるために
は、鋼棒１６ａには破断時塑性率が高いこと、す
なわち延性に富んだ材料であつて、また歪み硬化
度が小さいことが望ましく、しかも、降伏応力が
高い程実際に用いる場合に効果的である。

これらの観点から鋼棒１６ａとしては、
JISG4105に規定された高耐力、高延性のクロム
モリブデン鋼が好適であつて、特にその中で
SCM435鋼材が望ましい。

《考案の効果》 以上、実施例で詳細に説明したように、本考案
に係る免震装置は構造が比較的簡単であるにもか
かわらす、大きな地震エネルギー吸収機能を有す
るとともに、緩衝材の作用により良好な住環境が
確保される。また、地震等により基礎と建築構造
物とが相対的に変位する場合には、基礎と建築構
造物とが球面軸受けの球中心とその回転中心がず
れるように変位（上下方向に変位）しても、緩衝
材が球面軸受けの球中心とその回転中心のずれを
吸収してスムースな球面軸受けの回転が阻害され
ることを可及的に防止でき、以て棒状ダンパーに
固定端を引き剥がす方向の引張り軸力が生じるこ
とによる疲労破壊を可及的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の免震装置の一実施例を示す全
体構成図、第２図は第１図のＡ部拡大図、第３図
は棒状ダンパーの挙動を示す特性曲線、第４図は
免震装置の全体の特性曲線、第５図は本考案の別
の実施例を示す要部構成図である。 １０……建築構造物、１２……基礎、１４……
弾性体、１６……棒状ダンパー、１８，２０……
凹部、２２……緩衝材、２４……球面軸受。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 建築構造物と基礎との間に介装される免震装置
   において、前記建築構造物の鉛直荷重を支持し水
   平変位に対して弾性変形をする積層弾性体と、所
   定の弾性変形を経て塑性変形をする棒状ダンパー
   とを併設し、この棒状ダンパーの一端を前記基礎
   に固定し且つその他端外周に緩衝材を周設すると
   ともに、該緩衝材と前記建築構造物との間に球面
   軸受けを介装させたことを特徴とする免震装置。