JPH0762363B2 - 免震防振装置 - Google Patents
免震防振装置Info
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- JPH0762363B2 JPH0762363B2 JP63019536A JP1953688A JPH0762363B2 JP H0762363 B2 JPH0762363 B2 JP H0762363B2 JP 63019536 A JP63019536 A JP 63019536A JP 1953688 A JP1953688 A JP 1953688A JP H0762363 B2 JPH0762363 B2 JP H0762363B2
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- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 43
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 24
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、地震による水平方向の大振幅振動の免震と、
道路振動などの比較的周波数の高い微小振幅振動の防振
とを実現できる免震防振装置に関する。
道路振動などの比較的周波数の高い微小振幅振動の防振
とを実現できる免震防振装置に関する。
《従来の技術》 最近の免震装置では、通常の積層ゴムと鋼材ダンパとの
組み合わせ構成による装置(例えば、特開昭62−63775
号公報など)の他に、ダンパ機能を有する高減衰積層ゴ
ムが採用される傾向にある。この高減衰積層ゴムは、剛
性(バネ定数)や減衰定数等その物理的特性の設定によ
り、建物に適切な振動特性を付与すると共に、適当な振
動減衰性能を発揮し、建物および内部収容物の損傷を防
止する一方で、上記の設定に起因して、風荷重や小地震
時の小さな水平動および上下動に対しては、水平および
上下方向に比較的大きな剛性を発揮することとなるた
め、好都合な防振効果を得ることができない。
組み合わせ構成による装置(例えば、特開昭62−63775
号公報など)の他に、ダンパ機能を有する高減衰積層ゴ
ムが採用される傾向にある。この高減衰積層ゴムは、剛
性(バネ定数)や減衰定数等その物理的特性の設定によ
り、建物に適切な振動特性を付与すると共に、適当な振
動減衰性能を発揮し、建物および内部収容物の損傷を防
止する一方で、上記の設定に起因して、風荷重や小地震
時の小さな水平動および上下動に対しては、水平および
上下方向に比較的大きな剛性を発揮することとなるた
め、好都合な防振効果を得ることができない。
《発明が解決しようとする課題》 上述のように、高減衰積層ゴムは、小振幅の振動に対し
ては、水平方向だけでなく垂直方向にも比較的大きな剛
性を発揮するので、要するにこの高減衰積層ゴムによっ
て付与される建物の固有振動数は高くなってしまう。こ
の結果、自動車や鉄道などによる特に上下方向の微小外
乱振動では卓越振動成分が10〜20HZと比較的高周波であ
ることから、上記高減衰積層ゴムの採用で建物の上下方
向の固有振動数が増加して約10〜20HZの範囲に入ると、
建物が共振して増幅振動が生じやすくなってしまう。勿
論、水平方向の微小外乱振動に対しても同様のことがい
える。
ては、水平方向だけでなく垂直方向にも比較的大きな剛
性を発揮するので、要するにこの高減衰積層ゴムによっ
て付与される建物の固有振動数は高くなってしまう。こ
の結果、自動車や鉄道などによる特に上下方向の微小外
乱振動では卓越振動成分が10〜20HZと比較的高周波であ
ることから、上記高減衰積層ゴムの採用で建物の上下方
向の固有振動数が増加して約10〜20HZの範囲に入ると、
建物が共振して増幅振動が生じやすくなってしまう。勿
論、水平方向の微小外乱振動に対しても同様のことがい
える。
本発明は上述した問題点を有効に解決すべく創案するに
至ったものであって、その目的は微小振幅振動に対する
防振性能と、大振幅振動に対する免震性能を兼備した免
震防振装置を提供することにある。
至ったものであって、その目的は微小振幅振動に対する
防振性能と、大振幅振動に対する免震性能を兼備した免
震防振装置を提供することにある。
《課題を解決するための手段》 上述した問題点を解決するため本発明は、建物下部と基
礎との間に積層ゴムと鋼材ダンパを配設した免震装置に
おいて、前記積層ゴムを小振幅時に約5%の減衰定数を
有する減衰積層ゴムで構成するとともに、小振幅時の建
物の上下方向の固有振動数が4〜6HZ程度になるよう上
記積層ゴムの剛性を設定し、かつ上記鋼材ダンパの端部
と上記建物下部または基礎との連結部に水平方向に1mm
以上2cm未満の間隙を形成したものである。
礎との間に積層ゴムと鋼材ダンパを配設した免震装置に
おいて、前記積層ゴムを小振幅時に約5%の減衰定数を
有する減衰積層ゴムで構成するとともに、小振幅時の建
物の上下方向の固有振動数が4〜6HZ程度になるよう上
記積層ゴムの剛性を設定し、かつ上記鋼材ダンパの端部
と上記建物下部または基礎との連結部に水平方向に1mm
以上2cm未満の間隙を形成したものである。
《作 用》 上述の如く構成した免震防振装置では、建物の上下方向
固有振動数が4〜6HZ程度になるよう積層ゴムの剛性を
設定しているので、10HZ付近で卓越する大地震は勿論の
こと、これよりも高周波側の上下方向の微小外乱振動に
対しても建物の共振を防止できる。また積層ゴムの減衰
定数が、小振幅時に約5%となるように構成しているの
で、水平および垂直方向の微小外乱振動を十分除去でき
る。この際、従来の積層ゴムと鋼材ダンパとの組み合わ
せによる免震装置と同様に、水平方向の大振幅時に積層
ゴムの減衰力が鋼材ダンパの減衰力を補助でき、すなわ
ち積層ゴムの減衰定数が約5%なので、免震装置全体と
しての必要減衰定数にこれを加算することができて、鋼
材ダンパの負担軽減を図れ、同ダンパの配設数削減によ
る免震防振装置のコストダウンを達成することもでき
る。
固有振動数が4〜6HZ程度になるよう積層ゴムの剛性を
設定しているので、10HZ付近で卓越する大地震は勿論の
こと、これよりも高周波側の上下方向の微小外乱振動に
対しても建物の共振を防止できる。また積層ゴムの減衰
定数が、小振幅時に約5%となるように構成しているの
で、水平および垂直方向の微小外乱振動を十分除去でき
る。この際、従来の積層ゴムと鋼材ダンパとの組み合わ
せによる免震装置と同様に、水平方向の大振幅時に積層
ゴムの減衰力が鋼材ダンパの減衰力を補助でき、すなわ
ち積層ゴムの減衰定数が約5%なので、免震装置全体と
しての必要減衰定数にこれを加算することができて、鋼
材ダンパの負担軽減を図れ、同ダンパの配設数削減によ
る免震防振装置のコストダウンを達成することもでき
る。
《実 施 例》 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明に係る免震防振装置1は第1図に示す如く建物下
部2と基礎3との間に複数個所配設されている。この免
震防振装置1は建物の荷重を支える積層ゴム4と、積層
ゴム4の周囲に配設された複数本の鋼材ダンパ5で構成
されている。積層ゴム4について説明すると、これはゴ
ム板と鋼板を交互に積層したものであるが、一般の積層
ゴムと異なり小振幅振動時に水平および垂直方向に約5
%の減衰定数となる減衰型で構成され、また通常の高減
衰型積層ゴムと異なり建物の上下方向の固有振動数が4
〜6HZ、水平方向の固有振動数が1Hz以下になるようその
剛性が設計されている。
部2と基礎3との間に複数個所配設されている。この免
震防振装置1は建物の荷重を支える積層ゴム4と、積層
ゴム4の周囲に配設された複数本の鋼材ダンパ5で構成
されている。積層ゴム4について説明すると、これはゴ
ム板と鋼板を交互に積層したものであるが、一般の積層
ゴムと異なり小振幅振動時に水平および垂直方向に約5
%の減衰定数となる減衰型で構成され、また通常の高減
衰型積層ゴムと異なり建物の上下方向の固有振動数が4
〜6HZ、水平方向の固有振動数が1Hz以下になるようその
剛性が設計されている。
一方、鋼材ダンパ5は通常のものと特に変りなく、本実
施例では最大で約5%の減衰定数を有するものを用いて
いる。ただし鋼材ダンパ5の下端部5aと基礎3との連結
部に水平方向に1mm以上2cm未満で好ましくは1cm前後の
間隙8が形成され、建物下部2と基礎3が相対的に数mm
以上の水平変位を生じない限り鋼材ダンパ5の減衰作用
が生じない構成となっている。なお、鋼材ダンパ5が当
る部分には球面軸受6が配設されている。
施例では最大で約5%の減衰定数を有するものを用いて
いる。ただし鋼材ダンパ5の下端部5aと基礎3との連結
部に水平方向に1mm以上2cm未満で好ましくは1cm前後の
間隙8が形成され、建物下部2と基礎3が相対的に数mm
以上の水平変位を生じない限り鋼材ダンパ5の減衰作用
が生じない構成となっている。なお、鋼材ダンパ5が当
る部分には球面軸受6が配設されている。
第2図(A)には、従来の減衰積層ゴムの上下方向荷重
Qに対する変位(変形)δの関係のグラフが破線で示さ
れていると共に、本発明の減衰積層ゴムの上下方向荷重
Qに対する変位δの関係のグラフが実線で示されてお
り、さらに第2図(B)および(C)には、それぞれの
グラフが分けて示されている。まず、上下方向荷重Qが
小さく、従って変位δも小さい範囲の、交通振動などに
よる微小振幅時の防振については、座標原点近くに示さ
れており、これらを対比すると、本発明の防振周期を6H
zにチューニングした積層ゴム4では、荷重−変位関係
において傾きが小さく(図中、一点鎖線b参照)、これ
に対して従来の防振周期が10〜12Hzに設定されたものは
傾きが大きい(図中、二点鎖線c参照)。傾きが小さい
方が積層ゴムによる振動吸収効果が大きいことから、本
発明の積層ゴム4の方が従来のものよりも優れた防振効
果を発揮することが判る。
Qに対する変位(変形)δの関係のグラフが破線で示さ
れていると共に、本発明の減衰積層ゴムの上下方向荷重
Qに対する変位δの関係のグラフが実線で示されてお
り、さらに第2図(B)および(C)には、それぞれの
グラフが分けて示されている。まず、上下方向荷重Qが
小さく、従って変位δも小さい範囲の、交通振動などに
よる微小振幅時の防振については、座標原点近くに示さ
れており、これらを対比すると、本発明の防振周期を6H
zにチューニングした積層ゴム4では、荷重−変位関係
において傾きが小さく(図中、一点鎖線b参照)、これ
に対して従来の防振周期が10〜12Hzに設定されたものは
傾きが大きい(図中、二点鎖線c参照)。傾きが小さい
方が積層ゴムによる振動吸収効果が大きいことから、本
発明の積層ゴム4の方が従来のものよりも優れた防振効
果を発揮することが判る。
他方、上下方向荷重Qが大きく、従って変位δも大きい
範囲の、地震などによる大振幅時の免震については、座
標原点から離れた位置に示されており、これについては
両者とも同様な傾きとなる(図中、実線a参照)。すな
わち、本発明の積層ゴム4にあっても、従来のものと遜
色のない免震効果を発揮することが理解される。
範囲の、地震などによる大振幅時の免震については、座
標原点から離れた位置に示されており、これについては
両者とも同様な傾きとなる(図中、実線a参照)。すな
わち、本発明の積層ゴム4にあっても、従来のものと遜
色のない免震効果を発揮することが理解される。
また上下振動における伝達比を従来の高減衰積層ゴムの
場合と比べると第3図に示す如く本発明の積層ゴム4の
固有振動数が約6HZになっているので伝達比のピークが
約6HZに移動し、これに伴い特に10〜20HZでの伝達比が
従来よりも大幅に低下している。
場合と比べると第3図に示す如く本発明の積層ゴム4の
固有振動数が約6HZになっているので伝達比のピークが
約6HZに移動し、これに伴い特に10〜20HZでの伝達比が
従来よりも大幅に低下している。
また交通振動に対する速度応答を比較してみると、従来
の高減衰積層ゴムでは10HZ付近の外乱振動の卓越成分と
共振して大きな速度応答が生じているが、本発明の積層
ゴムでは10HZ付近の卓越成分と共振を起こさず、また6H
Z付近では外乱振動成分が急速に減少しているので固有
振動数6HZ付近でも速度応答はごくわずかである。
の高減衰積層ゴムでは10HZ付近の外乱振動の卓越成分と
共振して大きな速度応答が生じているが、本発明の積層
ゴムでは10HZ付近の卓越成分と共振を起こさず、また6H
Z付近では外乱振動成分が急速に減少しているので固有
振動数6HZ付近でも速度応答はごくわずかである。
次に免震防止装置1の水平方向の変位で減衰定数との関
係を示すと第5図に示すようになる。同図より明らかな
ように建物下部2と基礎3とが相対的に数mm以上変位す
るいわゆる中,大地震の場合には、鋼材ダンパ5の下端
部5aが基礎3に当って5%の減衰作用を発揮するととも
に、積層ゴム4も5%の減衰作用を発揮するので、合計
10%の減衰作用が得られる。これは従来の高減衰積層ゴ
ムの減衰定数と同じ値である。従って高減衰積層ゴムを
用いた免震装置と比べると本発明の方が積層ゴム4の減
衰定数が半分ですむので積層ゴム4の開発,製造が容易
で低コストで得られる。また通常の積層ゴムと鋼材ダン
パを組合せた免震装置と比べると、本発明の方が鋼材ダ
ンパ5にかかる水平荷重が少なくなるので鋼材ダンパ5
の配設数が少なくてすむ。
係を示すと第5図に示すようになる。同図より明らかな
ように建物下部2と基礎3とが相対的に数mm以上変位す
るいわゆる中,大地震の場合には、鋼材ダンパ5の下端
部5aが基礎3に当って5%の減衰作用を発揮するととも
に、積層ゴム4も5%の減衰作用を発揮するので、合計
10%の減衰作用が得られる。これは従来の高減衰積層ゴ
ムの減衰定数と同じ値である。従って高減衰積層ゴムを
用いた免震装置と比べると本発明の方が積層ゴム4の減
衰定数が半分ですむので積層ゴム4の開発,製造が容易
で低コストで得られる。また通常の積層ゴムと鋼材ダン
パを組合せた免震装置と比べると、本発明の方が鋼材ダ
ンパ5にかかる水平荷重が少なくなるので鋼材ダンパ5
の配設数が少なくてすむ。
一方、建物下部2と基礎3の相対変位が数mm以下の微小
振動の場合には鋼材ダンパ5が効かないで積層ゴム4だ
けで約5%の減衰作用が発揮される。このときの水平方
向固有振動数は従来の高減衰積層ゴムでは剛性大のため
に2HZであったが、本発明の積層ゴム4では減衰定数を
約10%から約5%に下げた分だけ剛性を低くでき、水平
方向固有振動数を約1HZ以下に低下できるので防振性能
の向上にとって有利である。
振動の場合には鋼材ダンパ5が効かないで積層ゴム4だ
けで約5%の減衰作用が発揮される。このときの水平方
向固有振動数は従来の高減衰積層ゴムでは剛性大のため
に2HZであったが、本発明の積層ゴム4では減衰定数を
約10%から約5%に下げた分だけ剛性を低くでき、水平
方向固有振動数を約1HZ以下に低下できるので防振性能
の向上にとって有利である。
以上本発明の一実施例につき説明したが本発明は上記実
施例に限られることなく種々の変形が可能であって、例
えば積層ゴム4の減衰部の構成は周知の鉛プラグによる
他、同様の作用を発揮する他の構成を採用してもよい
し、また鋼材ダンパ5は実施例に示した棒状のものに限
らず、曲げ板やねじり棒によるダンパを用いてもよい。
また実施例中に示した各数値は好ましい結果を得られる
例示であって、本発明はこれら数値に厳格に制約される
ものではなく、特許請求の範囲で規定した範囲で適宜変
更可能である。
施例に限られることなく種々の変形が可能であって、例
えば積層ゴム4の減衰部の構成は周知の鉛プラグによる
他、同様の作用を発揮する他の構成を採用してもよい
し、また鋼材ダンパ5は実施例に示した棒状のものに限
らず、曲げ板やねじり棒によるダンパを用いてもよい。
また実施例中に示した各数値は好ましい結果を得られる
例示であって、本発明はこれら数値に厳格に制約される
ものではなく、特許請求の範囲で規定した範囲で適宜変
更可能である。
《発明の効果》 本発明は上述の如く、積層ゴムを上下方向固有振動数が
4〜6HZになるよう設定しているので特に上下方向の微
小外乱振動に対して建物の共振を防止できる。また積層
ゴムの減衰定数を、小振幅振動時に約5%となるように
構成しているので水平および垂直方向の微小外乱振動を
十分に除去できる。また水平方向の大振幅時には、積層
ゴムと鋼材ダンパの減衰力が総和されるので、従来の通
常型積層ゴムと鋼材ダンパを組合せた免震装置と比べて
鋼材ダンパにかかる水平荷重を軽減でき、鋼材ダンパの
配設数削減による免震防振装置のコストダウンを図るこ
とができる。
4〜6HZになるよう設定しているので特に上下方向の微
小外乱振動に対して建物の共振を防止できる。また積層
ゴムの減衰定数を、小振幅振動時に約5%となるように
構成しているので水平および垂直方向の微小外乱振動を
十分に除去できる。また水平方向の大振幅時には、積層
ゴムと鋼材ダンパの減衰力が総和されるので、従来の通
常型積層ゴムと鋼材ダンパを組合せた免震装置と比べて
鋼材ダンパにかかる水平荷重を軽減でき、鋼材ダンパの
配設数削減による免震防振装置のコストダウンを図るこ
とができる。
図面は本発明の一実施例を示したものであって、第1図
は免震防振装置の側面図、第2図は本発明の減衰積層ゴ
ムおよび従来の減衰積層ゴムにおける上下方向荷重−変
位関係を示したグラフであり、(A)はこれら両者を重
ね合わせて示したグラフ、(B)は従来の減衰積層ゴム
の荷重−変位関係を示したグラフ、(C)は本発明の減
衰積層ゴムの荷重−変位関係を示したグラフ、第3図は
上下振動における伝達比の比較図、第4図は交通振動に
対する速度応答の比較図、第5図は水平変位と減衰定数
の関係図である。 1……免震防振装置、2……建物下部 3……基礎、4……積層ゴム 5……鋼材ダンパ、6……球面軸受
は免震防振装置の側面図、第2図は本発明の減衰積層ゴ
ムおよび従来の減衰積層ゴムにおける上下方向荷重−変
位関係を示したグラフであり、(A)はこれら両者を重
ね合わせて示したグラフ、(B)は従来の減衰積層ゴム
の荷重−変位関係を示したグラフ、(C)は本発明の減
衰積層ゴムの荷重−変位関係を示したグラフ、第3図は
上下振動における伝達比の比較図、第4図は交通振動に
対する速度応答の比較図、第5図は水平変位と減衰定数
の関係図である。 1……免震防振装置、2……建物下部 3……基礎、4……積層ゴム 5……鋼材ダンパ、6……球面軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉原 醇一 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−63775(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】建物下部と基礎との間に積層ゴムと鋼材ダ
ンパを配設した免震装置において、前記積層ゴムを小振
幅時に約5%の減衰定数を有する減衰積層ゴムで構成す
るとともに、小振幅時の建物の上下方向の固有振動数が
4〜6HZ程度になるよう上記積層ゴムの剛性を設定し、
かつ上記鋼材ダンパの端部と上記建物下部または基礎と
の連結部に水平方向に1mm以上2cm未満の間隙を形成した
ことを特徴とする免震防振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63019536A JPH0762363B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 免震防振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63019536A JPH0762363B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 免震防振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01198939A JPH01198939A (ja) | 1989-08-10 |
| JPH0762363B2 true JPH0762363B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=12002047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63019536A Expired - Fee Related JPH0762363B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 免震防振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0762363B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0584754U (ja) * | 1991-07-22 | 1993-11-16 | 清水建設株式会社 | 制振ダンパー |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6263775A (ja) * | 1985-09-12 | 1987-03-20 | 清水建設株式会社 | 免震ダンパ− |
-
1988
- 1988-02-01 JP JP63019536A patent/JPH0762363B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01198939A (ja) | 1989-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |