JPH1163099A - 箱型構造物の免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平常時には箱型構造物内を人が歩行すること
等により箱型構造物が揺れることがなく、所定値以上の
荷重が建造物に負荷される地震時には、箱型構造物に伝
達される振動は抑制可能とする。 【解決手段】 建造物の床１００と箱型構造物１の間に
配設され、滑り板２２が用いられた水平方向免震部２
と、第１の鉛入り積層ゴム３２が用いられた上下方向免
震部３と、第２の鉛入り積層ゴム４１が用いられた回転
方向免震部４を備え、それぞれの免震部２，３，４は荷
重が所定値以下の場合は作動せず、所定値以上の場合は
荷重のエネルギを吸収して振動を抑制するものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重要物保管庫、実
験室、病院の手術室等の堅牢かつ高い耐損傷性が要求さ
れる室等の実質的に密封された箱型構造物の免震装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の建物の設計においては、地震時に
おける建物の破壊、損傷を防止するため、次のような手
法が採用されていた。

【０００３】その１は、剛構造設計であり、対象構造物
を剛に固定し、かつこれを頑丈な構造として損傷を防止
するものである。他は、免震構造設計であり、対象構造
物を柔く支持し、地震による力を緩和して損傷を防止す
るものである。

【０００４】後者については、建物全体を免震構造とす
る方式と、重要品を置く床のみを免震する免震床が実用
化されている。しかしながら、建物自体は免震構造体で
構成されているものの、建物内に免震された室を設けら
れた実例はこれまで現実には存在していなかった。

【０００５】従来の発明又は考案に係る５例の免震装置
について、以下に説明する。 （１）実開昭６２−１６３２６６号のもの 建物の一部の免震に係る考案であり、図５に示されるよ
うに、非免震構造体２０３内に免震装置２００を介して
免震部屋２０１又は免震台２０２が設置されており、建
物全体を免震した場合に比べて工事費用を最小限にとど
めることができるものである。

【０００６】（２）特開昭６３−１８９５７３号のもの 吊り式免震装置とパッケージルームに係る発明であり、
図６（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、地盤に固定さ
れた上架台３０１の上部に防振ゴム３０２を介してペン
ドラム３０３の上端を接続し、ペンドラム３０３の下部
に防振ゴム３０４を介して接続された下架台３０５にパ
ッケージ型ルーム３０６を搭載し、パッケージ型ルーム
３０６を揺動可能に支持したものである。

【０００７】（３）特開昭６３−９７７７５号のもの 免震ルーム構造体に係る発明であり、図７に示されるよ
うに、上部構造材４０１にワイヤ４０２によりフレーム
４０３を懸架し、このフレーム４０３にばね４０４を介
して免震ルーム４０５を支持させて、３次元方向の免震
効果を得るものである。

【０００８】（４）特開平５−１８０９８号のもの 免震二重床に係る発明であり、図８（ａ）乃至（ｃ）に
示されるように、その間に支持脚５０４が設けられた床
５０３とにより二重床を形成し、端部がばね５０５を介
して地盤に結合されたフレーム５０１を水平方向に滑動
させ、必要な移動量を確保するための広さを有する平滑
な板５０６が設けられた滑動装置５０２が設けられ、水
平２次元方向の免震効果を得るものである。

【０００９】（５）実開平４−６４３４号のもの 低床式３次元除振、免震床構造に係る考案であり、図９
（ａ），（ｂ）に示すように、基礎６０１上に固定した
床柱６０６の先端に滑車６０２を取付け、この滑車６０
２に両端がコイルばね６０５を介して基礎６０１に結合
されワイヤロープ６０３を通し、このワイヤロープ６０
３により滑車６０２が設けられた床柱６０６を介して床
梁６０７すなわち床を支持している。

【００１０】また、基礎６０１に設置されたオイルだめ
６０８内の高粘性オイル６０９に床梁６０７の下面に突
設した内筒６０４を浸漬することにより床梁６０７を支
持しており、有効空間が広く、低周波数域まで除振およ
び免震が可能となり、３次元方向の免震効果を得るもの
である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の発明又は考案に
係る５例の免震装置においては、それぞれ次のような課
題があった。

【００１２】（１）実開昭６２−１６３２６６号のもの これは、非免震建物の中に免震装置を介して免震部屋等
を設置することを要旨としているが、この免震装置はそ
の内容が具体的でないため、平常時には揺れを生じず、
地震時には確実に振動を吸収し得るものか否かの判断が
むずかしく、重要物保管庫、実験室、手術室等への適用
の可能性に疑問を感じさせるものである。

【００１３】（２）特開昭６３−１８９５７３号のもの これは、パッケージ型ルームを吊り支持したものになっ
ており、地震時には免震装置が作用して応答低減効果が
期待できるが、平常時に揺れを生じないとはいい難いも
のである。

【００１４】（３）特開昭６３−９７７７５号のもの これは免震ルームが上方から懸吊された構成になってい
るが、上記（２）のものと同様に、平常時に揺れを生じ
ないとはいい難いものである。

【００１５】（４）特開平５−１８０９８号のもの これは、摩擦を利用した免震装置であるため、期待でき
る免震効果は水平二方向のみに制限され、重要物保管
庫、実験室、手術室等には適用できないものである。

【００１６】（５）実開平４−６４３４号のもの これも、上記（１），（２），（３）に示すものと同様
に、平常時に揺れを生じないとはいい難いものであり、
上記（１）の用途への適用の可能性に疑問を感じさせる
ものである。

【００１７】また、上記（１）〜（５）に示すものの場
合、免震された部屋が非免震の建物の壁や床に衝突した
ときの衝撃吸収策としては、ストッパゴム程度のものし
かなく、手術室等には適用することはできないものであ
る。

【００１８】本発明は、上記の課題を解決し、平常時に
は箱型構造物はその内部を人が歩行すること等により揺
れを生じることがなく、地震時には箱型構造物に伝達さ
れる振動を大幅に減衰させることができる装置を提供し
ようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の箱型構造物の免震装置は、その内部に箱
型構造物が配設される建造物の床上に配設され水平方向
荷重が所定値以下の場合は作動せず所定値以上の場合は
振動を抑制する水平方向免震部、同免震部上面の周辺部
に配設され上記箱型構造物下面の周辺部を支持し上下方
向荷重が所定値以下の場合は作動せず所定値以上の場合
は振動を抑制する上下方向免震部、および上記水平方向
免震部上面の中央部に配設され上記箱型構造物下面の中
央部を支持し回転方向荷重が所定値以下の場合は作動せ
ず所定値以上の場合は振動を抑制する回転方向免震部を
備えたことを特徴としている。

【００２０】上記において、建造物内に配設される箱型
構造物を支持する水平方向免震部、上下方向免震部及び
回転方向免震部は、いずれも所定値以下の荷重によって
は作動しないため、平常時において箱型構造物内を人が
歩行した場合等に揺れることはない。

【００２１】所定値以上の荷重が建造物に負荷された場
合には、水平方向免震部、上下方向免震部及び回転方向
免震部がそれぞれ水平方向荷重、上下方向荷重及び回転
方向荷重のエネルギを吸収するため、地震時において箱
型構造物に伝達される振動は抑制される。

【００２２】（２）本発明は、上記発明（１）に記載の
箱型構造物の免震装置において、上記水平方向免震部
が、上記建造物の床上に配設された被滑り板と、同被滑
り板上に配設された複数枚の滑り板と、同滑り板上に配
設された下部支持板とを備えたことを特徴としている。

【００２３】上記において、水平方向荷重が滑り板と被
滑り板の間の摩擦力を超えない限り下部支持板は移動せ
ず、上記摩擦力を超えた場合には滑り板によりエネルギ
が吸収されながら水平方向に変位する。

【００２４】そのため、水平方向荷重が所定値以下の場
合は作動せず、所定値以上の場合は荷重のエネルギを吸
収し、箱型構造物に伝達される振動を抑制することがで
きる水平方向免震部の実現が可能となる。

【００２５】（３）本発明は、上記発明（１）に記載の
箱型構造物の免震装置において、上記上下方向免震部
が、上記水平方向免震部上面の周辺部に接合された第１
の積層ゴム支持部材と、上記箱型構造物下面の周辺部に
接合された構造物接合部材と、同接合部材と上記第１の
積層ゴム支持部材の間に水平に配設され両端がそれぞれ
に結合された第１の鉛入り積層ゴムを備えたことを特徴
としている。

【００２６】上記において、上下方向荷重が鉛入り積層
ゴムに内蔵された鉛の降伏荷重を超えない限り上下動せ
ず、上記降伏荷重を超えた場合は鉛入り積層ゴムの柔ら
かい剪断ばねで支持され、鉛の塑性変形によりエネルギ
が吸収される。

【００２７】そのため、上下方向荷重が所定値以下の場
合は作動せず、所定値以上の場合は荷重のエネルギを吸
収し、箱型構造物に伝達される振動を抑制することがで
きる上下方向免震部の実現が可能となる。

【００２８】（４）本発明は、上記（１）に記載の箱型
構造物の免震装置において、上記回転方向免震部が、上
記水平方向免震部上面の中央部に接合された複数個の第
２の積層ゴム支持部材と、上記箱型構造物下面の中央部
に配設され同構造物を支持する積層ゴム連結部材と、同
連結部材と上記第２の積層ゴム支持部材の間に水平に配
設され両端がそれぞれに結合された複数個の第２の鉛入
り積層ゴムを備えたことを特徴としている。

【００２９】上記において、回転方向荷重が鉛入り積層
ゴムに内蔵された鉛の降伏荷重を超えない限り回転運動
を行わず、上記降伏荷重を超えた場合は圧縮ばねで支持
される。

【００３０】そのため、回転方向荷重が所定値以下の場
合は作動せず、所定値以上の場合は荷重のエネルギを吸
収し、箱型構造物に伝達される振動を抑制することがで
きる回転方向免震部の実現が可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る箱型
構造物の免震装置について、図１により説明する。な
お、本実施形態は、建物内の床１００と壁１０１と天井
１０２に囲まれた空間に配設され堅牢な室壁により形成
された密封室１に適用されたものである。

【００３２】図１に示す本実施形態に係る免震装置は、
上記床１００面上に配設された水平方向免震部２、同免
震部２の上面の４隅と上記密封室１の下面の４隅との間
に配設された４個の上下方向免震部３、および上記水平
方向免震部２の上面の中央部と上記密封室１の下面の中
央部の間に配設された回転方向免震部４を備えている。

【００３３】上記水平方向免震部２は、上記床１００面
に配設された被滑り板２１と、同被滑り板２１の上に配
設された複数枚の滑り板２２と、同滑り板２２の上に配
設された下部支持板２３と、上記建物の壁１０１の内面
に設けられたストッパゴム５を備えている。

【００３４】また、上記上下方向免震部３は、上記下部
支持板２３に接合された積層ゴム支持部材３１と、上記
密封室１の下面に接合された密封室接合部材３３と、両
部材３１，３３の間に配設された鉛入り積層ゴム３２
と、上記建物の天井１０２の内面に設けられたストッパ
ゴム５を備えている。

【００３５】また、上記回転方向免震部４は、図１及び
図２に示すように、上記密封室１の下面中央の突起部１
ａを支持する積層ゴム連結部材４３と、同部材４３の４
方向にそれぞれの一端が結合された鉛入り積層ゴム４１
と、それぞれの積層ゴム４１の他端に結合され上記下部
支持板２３に接合された積層ゴム支持部材４２を備えて
いる。

【００３６】上記において、密封室１は、その上下方向
免震部３の鉛入り積層ゴム３２の剪断ばねにより支持さ
れており、この鉛入り積層ゴム３２に内蔵された鉛の降
伏荷重を超えた上下方向の荷重が作用しない限り、上下
方向には振動しない。

【００３７】また、密封室１の水平方向は、滑り板２２
と被滑り板２１の間の摩擦力により支持されているた
め、水平方向の荷重がこの摩擦力を超えない限り、水平
方向に動くことはない。そのため、平常時は密封室１の
内部で人が歩いても揺れることはない。

【００３８】一方、地震時においては、入力された地震
力が水平方向の摩擦力を超えた場合、下部支持板２３を
介し密封室１が水平方向に変位するが、被滑り板２１と
滑り板２２によりエネルギが吸収されるため、応答が抑
制される。

【００３９】また、上下方向については、地震力が予め
設計された鉛入り積層ゴム３２の鉛の降伏荷重を超えた
場合、密封室１が上下方向に揺動するが、密封室１は鉛
入り積層ゴム３２の非常に柔らかい剪断ばねで支持され
ているため、入力される地震荷重が低減されるととも
に、鉛の塑性変形によりエネルギが吸収され、応答が抑
制される。

【００４０】なお、上記水平方向及び上下方向に過大な
荷重が加えられ、振幅が過大となった場合には、それぞ
れの振幅はストッパゴム５により抑制され、一定の限度
を超えることはない。

【００４１】また、図３に示すように、密封室１が地震
により回転運動を励起されると、密封室１の下面中央部
に設置された回転方向免震部４の鉛入り積層ゴム４１に
圧縮変形力が作用するが、鉛入り積層ゴム４１は剪断ば
ねと圧縮ばねの比が約１０００倍あるため、回転運動が
抑制される。

【００４２】上記水平方向免震部２及び上下方向免震部
３は、それぞれ図４（ａ），（ｂ）に示す特性を有する
ものであり、以下に図４（ａ），（ｂ）を用いてそれぞ
れの装置の作用について更に詳細に説明する。

【００４３】平常時及び振動がある値以下の地震時にお
いては、水平方向荷重又は上下方向荷重が予め設計した
滑り板２２の摩擦力を超えない範囲、又は予め設計した
鉛入り積層ゴム３２の鉛の降伏荷重を超えない範囲、即
ち、図４（ａ），（ｂ）に示すＯ−Ａ，Ｏ−Ａ’の領域
内にあり、変位が零のため、密封室１は揺れない状態で
使用することができる。

【００４４】一方、一定規模以上の地震発生時には、水
平方向荷重が予め設定された水平方向の摩擦力（図４
（ａ）に示すＡ点）を超えるが、密封室１は水平方向に
滑りを生じるため、水平方向荷重は一定値以上に大きく
ならない。また、上下方向については、鉛入り積層ゴム
３１の鉛の降伏荷重（Ａ’点）を超えると、密封室１は
積層ゴムの剪断ばね効果により上下方向に振動するが、
鉛の振動エネルギの吸収特性により振動変位はある程度
抑制される。

【００４５】さらに、地震により密封室１は回転運動が
励起されるが、この場合には、回転方向免震部４の鉛入
り積層ゴム４１の高い圧縮ばね特性により、密封室１の
回転運動が抑制される。

【００４６】

【発明の効果】本発明の箱型構造物の免震装置は、建造
物の床と箱型構造物の間に配設され、滑り板が用いられ
た水平方向免震部と、第１の鉛入り積層ゴムが用いられ
た上下方向免震部と、第２の鉛入り積層ゴムが用いられ
た回転方向免震部を備え、それぞれの免震部は荷重が所
定値以下の場合は作動せず、所定値以上の場合は荷重の
エネルギを吸収するものとしたことによって、平常時に
おいて箱型構造物内を歩行した場合等に揺れることがな
く、所定値以上の荷重が建造物に負荷される地震時に
は、そのエネルギを吸収し箱型構造物に伝達される振動
を減衰させることができる装置を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る箱型構造物の免震
装置の説明図である。

【図２】上記一実施形態に係る回転方向免震部の平面図
である。

【図３】上記一実施形態に係る回転方向免震部の作用説
明図である。

【図４】上記一実施形態に係る荷重作用線図で、（ａ）
は水平方向免震部、（ｂ）は上下方向免震部の荷重作用
線図である。

【図５】従来の箱型構造物の免震装置の第１例の説明図
である。

【図６】従来の箱型構造物の免震装置の第２例の説明図
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、
（ｃ）は（ａ）のＢ部の拡大図である。

【図７】従来の箱型構造物の免震装置の第３例の説明図
である。

【図８】従来の箱型構造物の免震装置の第４例の説明図
で、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＣ部の拡大図、
（ｃ）は（ｂ）のＤ部の拡大図である。

【図９】従来の箱型構造物の免震装置の第５例の説明図
で、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＥ部の拡大断面
図である。

【符号の説明】

１ 密封室 ２ 水平方向免震部 ３ 上下方向免震部 ４ 回転方向免震部 ５ ストッパゴム ２１ 被滑り板 ２２ 滑り板 ２３ 下部支持板 ３１ 積層ゴム支持部材 ３２ 鉛入り積層ゴム ３３ 密封室接合部材 ４１ 鉛入り積層ゴム ４２ 積層ゴム支持部材 ４３ 積層ゴム連結部材 １００ 床 １０１ 壁 １０２ 天井

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その内部に箱型構造物が配設される建造
   物の床上に配設され水平方向荷重が所定値以下の場合は
   作動せず所定値以上の場合は振動を抑制する水平方向免
   震部、同免震部上面の周辺部に配設され上記箱型構造物
   下面の周辺部を支持し上下方向荷重が所定値以下の場合
   は作動せず所定値以上の場合は振動を抑制する上下方向
   免震部、および上記水平方向免震部上面の中央部に配設
   され上記箱型構造物下面の中央部を支持し回転方向荷重
   が所定値以下の場合は作動せず所定値以上の場合は振動
   を抑制する回転方向免震部を備えたことを特徴とする箱
   型構造物の免震装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の箱型構造物の免震装置
   において、上記水平方向免震部が、上記建造物の床上に
   配設された被滑り板と、同被滑り板上に配設された複数
   枚の滑り板と、同滑り板上に配設された下部支持板とを
   備えたことを特徴とする箱型構造物の免震装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の箱型構造物の免震装置
   において、上記上下方向免震部が、上記水平方向免震部
   上面の周辺部に接合された第１の積層ゴム支持部材と、
   上記箱型構造物下面の周辺部に接合された構造物接合部
   材と、同接合部材と上記第１の積層ゴム支持部材の間に
   水平に配設され両端がそれぞれに結合された第１の鉛入
   り積層ゴムを備えたことを特徴とする箱型構造物の免震
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の箱型構造物の免震装置
   において、上記回転方向免震部が、上記水平方向免震部
   上面の中央部に接合された複数個の第２の積層ゴム支持
   部材と、上記箱型構造物下面の中央部に配設され同構造
   物を支持する積層ゴム連結部材と、同連結部材と上記第
   ２の積層ゴム支持部材の間に水平に配設され両端がそれ
   ぞれに結合された複数個の第２の鉛入り積層ゴムを備え
   たことを特徴とする箱型構造物の免震装置。