JPS58207431A - 免震装置 - Google Patents
免震装置Info
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- JPS58207431A JPS58207431A JP9171282A JP9171282A JPS58207431A JP S58207431 A JPS58207431 A JP S58207431A JP 9171282 A JP9171282 A JP 9171282A JP 9171282 A JP9171282 A JP 9171282A JP S58207431 A JPS58207431 A JP S58207431A
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Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は建造物等の構造物に、その基礎から伝達される
振動エネルギーを減少させて、構造物を地震等から保護
する免震装置忙関するものである。
振動エネルギーを減少させて、構造物を地震等から保護
する免震装置忙関するものである。
地震発生時に地盤から建造物忙伝見られる地震入力を減
少することを目的として、建造物を載置するように1弾
性板と金属板の積層体(以下免震装置と言う)を、基鋭
上に設置する免震工法が開発されている。この免震装置
は、第1図(&) (b)に示すように、一枚以上の弾
性板(1+と複数の金属板12+を交互に積層し、それ
らを加硫接着等によシ固看したものである。この槙造に
よシ、この免震装置fil Fi大きな鉛直方向バネ係
数Kvと小さな水平方向バネ係数Khを持っている。
少することを目的として、建造物を載置するように1弾
性板と金属板の積層体(以下免震装置と言う)を、基鋭
上に設置する免震工法が開発されている。この免震装置
は、第1図(&) (b)に示すように、一枚以上の弾
性板(1+と複数の金属板12+を交互に積層し、それ
らを加硫接着等によシ固看したものである。この槙造に
よシ、この免震装置fil Fi大きな鉛直方向バネ係
数Kvと小さな水平方向バネ係数Khを持っている。
そして建造物に対する大きな載荷能力が確保され、且つ
水平方向に対する建造物の系全体の固有振動周期(以下
単に周期Tという)を大きくすることができる。
水平方向に対する建造物の系全体の固有振動周期(以下
単に周期Tという)を大きくすることができる。
系の周期Tを大きくした場合の効果について説明する。
一般的な地震入力の最大周期成分は0. /〜/、 0
秒である。鉄筋コンクリート造建造物の持つ周期T#′
i、一般に一階層につき約0. /秒であシ、例えばJ
階建の場合に周期は約9.1秒であるから、上記地震入
力の最大周期成分の範囲内に入っている。このため一般
の鉄筋コンクリート造建造物は共振現象等によシ、地震
入力に対して数倍の加速度特性を示し地震の被害を交は
易い従って上記免震装置によって、系の周期Tを2秒か
ら7秒以上に寂えることができれば、地震入力の最大周
期成分の範囲から外れて、地震に対して柔軟性のある構
造となシ免震が可能となる。
秒である。鉄筋コンクリート造建造物の持つ周期T#′
i、一般に一階層につき約0. /秒であシ、例えばJ
階建の場合に周期は約9.1秒であるから、上記地震入
力の最大周期成分の範囲内に入っている。このため一般
の鉄筋コンクリート造建造物は共振現象等によシ、地震
入力に対して数倍の加速度特性を示し地震の被害を交は
易い従って上記免震装置によって、系の周期Tを2秒か
ら7秒以上に寂えることができれば、地震入力の最大周
期成分の範囲から外れて、地震に対して柔軟性のある構
造となシ免震が可能となる。
すなわち上記免震装置′は、特に小さくした水平バネ係
数x8によって建造物の糸の周期Tを一秒〜V秒以上に
増大させて、地療入力に対する構造物の加速度特性を減
少させ、同時に構造物をは1°′i′絶体に近い並進連
動を朽わせ。ることにより、地震の入力エネルギーを吸
収させるようにしたものである。
数x8によって建造物の糸の周期Tを一秒〜V秒以上に
増大させて、地療入力に対する構造物の加速度特性を減
少させ、同時に構造物をは1°′i′絶体に近い並進連
動を朽わせ。ることにより、地震の入力エネルギーを吸
収させるようにしたものである。
上記値の周期Tを建造物に与えるために必要な免M装置
の諸値について、鉄筋コンクリート造、211’!建又
は3階建の建造物を想定して考察してみる。
の諸値について、鉄筋コンクリート造、211’!建又
は3階建の建造物を想定して考察してみる。
鉄筋コンクリート造−階建又は3階建の建造物は、通常
760〜310(row)のM量を有している。基礎梁
の幅は260〜JOO闘であるから設置可能な免震装置
の直径は/JOmφ〜J 00 rut−である。また
免震装置の設問数は建造物の各柱下に一個ずつ設置する
ものとする。
760〜310(row)のM量を有している。基礎梁
の幅は260〜JOO闘であるから設置可能な免震装置
の直径は/JOmφ〜J 00 rut−である。また
免震装置の設問数は建造物の各柱下に一個ずつ設置する
ものとする。
上記施工条件を考えて以下に設計例として三fAJを挙
げる。
げる。
重i / J OTOHの建造物に直径/JOwm−の
弾性板よりなる。22個の免宸装鮪を設置した場合(イ
)、¥Ait/ 、s o ToNノ建造物K11f径
/ J 0mm1の弾性板よりなる70個の免震装置を
設置した場合(ロ)、亜′jk/♂θTONの建造物に
直径760間−の弾性板よ)なる2個の免震装置を設置
した場合(ハ)の夫々において、周期TK−秒又はV秒
を与えるために必要な弾性&素材のせん助バネ体歌qは
次のようになる。
弾性板よりなる。22個の免宸装鮪を設置した場合(イ
)、¥Ait/ 、s o ToNノ建造物K11f径
/ J 0mm1の弾性板よりなる70個の免震装置を
設置した場合(ロ)、亜′jk/♂θTONの建造物に
直径760間−の弾性板よ)なる2個の免震装置を設置
した場合(ハ)の夫々において、周期TK−秒又はV秒
を与えるために必要な弾性&素材のせん助バネ体歌qは
次のようになる。
であシ、免震構造体の ムX傘免震装置の弾性板(ゴで
あるから 方向の総厚上記■、■式に基
いて、上記ビ)(す(ハ)の各場合の数値について弾性
板素材のせん断バネ体数Gを算出すると次表のようにな
る。
あるから 方向の総厚上記■、■式に基
いて、上記ビ)(す(ハ)の各場合の数値について弾性
板素材のせん断バネ体数Gを算出すると次表のようにな
る。
上記結果よシ免震装置に使用する弾性板ffi材のせん
W[バネ係数0を小さくζ(軟かいゴムを使用)すれば
、周期Tを必要に応じて大龜くすることができ、免震効
果を十分に挙けるには弾性板素材のせん断バネ佳歌Gの
伽をご紗/d以下にすればよいことがわかる。この値倉
与える弾性板素材としては、天然ゴム、合成ニア′ム、
或いはゴム弾性を有するプラス、チックに補強剤、軟化
剤、硬化剤、老化防止剤等を配合したもの等が使用でき
る。面してコ゛工、S規格硬度jOのゴムは、天然ゴム
系でバネ係数が2〜2鎮/M−、合成ゴム系でg〜2闇
/7であるから、弾性板に上記g紗/d以下のせん断バ
ネ係数Gを与えるにrま、硬度60以下のゴムを使用す
ればよいことになる。
W[バネ係数0を小さくζ(軟かいゴムを使用)すれば
、周期Tを必要に応じて大龜くすることができ、免震効
果を十分に挙けるには弾性板素材のせん断バネ佳歌Gの
伽をご紗/d以下にすればよいことがわかる。この値倉
与える弾性板素材としては、天然ゴム、合成ニア′ム、
或いはゴム弾性を有するプラス、チックに補強剤、軟化
剤、硬化剤、老化防止剤等を配合したもの等が使用でき
る。面してコ゛工、S規格硬度jOのゴムは、天然ゴム
系でバネ係数が2〜2鎮/M−、合成ゴム系でg〜2闇
/7であるから、弾性板に上記g紗/d以下のせん断バ
ネ係数Gを与えるにrま、硬度60以下のゴムを使用す
ればよいことになる。
しかし上記のよう紀せん断バネ係数Gが小さい(秋かい
)ゴムを使用すると、免族装朧の垂直バネ係&Kvも当
然に低下し、建造物重量による圧組荷lで、免震5M置
が座屈する様な艇形を起し使用不能になる場合が生じる
。これを防止する為にせん断バネ係数Gを小さくする一
方、バネ比(鉛直バネ体数Kv/水平バネ係数−)をで
きるだけ大きく(J0θ〜yoo程度以上)する必要が
ある。
)ゴムを使用すると、免族装朧の垂直バネ係&Kvも当
然に低下し、建造物重量による圧組荷lで、免震5M置
が座屈する様な艇形を起し使用不能になる場合が生じる
。これを防止する為にせん断バネ係数Gを小さくする一
方、バネ比(鉛直バネ体数Kv/水平バネ係数−)をで
きるだけ大きく(J0θ〜yoo程度以上)する必要が
ある。
そこで本発明は上記4G?#に齢み、この同動を解決し
たものである。
たものである。
すなわち本発明は免′II!4装置の弾性板素材に上記
、の如くせん断バネ係数が(′小さい(40/cd以下
)ものを使用する場合において、I$性板(ゴム板)の
厚みtを小さい値(に餌以下)K!ilJ限することに
よって十分に大きいバネ比(xv / Kh )を得る
ようにしたものである。
、の如くせん断バネ係数が(′小さい(40/cd以下
)ものを使用する場合において、I$性板(ゴム板)の
厚みtを小さい値(に餌以下)K!ilJ限することに
よって十分に大きいバネ比(xv / Kh )を得る
ようにしたものである。
以下弾性板の厚みtを上記値(jug以下)に制限した
理由を実験データに基いて説明する。
理由を実験データに基いて説明する。
第2図は免震装置の弾性板(15θ馴φ)の索拐にせん
断バネ係数3.Jへ/7を与える硬度J2のゴムを用い
、そのゴム厚tを/θ朋〜コ、j關の範囲で変化させ、
バネ比(鉛直方向バネ係数Kv/水平方向バネ係数Kh
)音測定した実験データを示すものである。なおこのバ
ネ比Kv/Khの測定は第j図に示すように3/醪/7
の鉛直方向の圧N応力(F)を加え、水平方向歪み(δ
)を100%(水平力回定みδ/弾性板厚t−/)にし
て測定したものである。またこの実験において#″li
′弾性&(弾性板)の総厚みt−に鋼と一定の条件にす
るように、弾性板のIFjINI数を変え、例えは51
層厚の場合は7.2層にし、1wr厚の場合は10層に
している。なお、第2図における各ト1□ 点の表示、例えに!、50X、2.J−,2〆は直径/
jθ襲−1厚み2.j闘の弾性板(ゴム板)−ダを金属
板と交互に積層したことを示している。この実施例から
れかるように弾性板一枚尚多の厚みtt−にnにするこ
とによってバネ比(K7/Kh)、220が得られる。
断バネ係数3.Jへ/7を与える硬度J2のゴムを用い
、そのゴム厚tを/θ朋〜コ、j關の範囲で変化させ、
バネ比(鉛直方向バネ係数Kv/水平方向バネ係数Kh
)音測定した実験データを示すものである。なおこのバ
ネ比Kv/Khの測定は第j図に示すように3/醪/7
の鉛直方向の圧N応力(F)を加え、水平方向歪み(δ
)を100%(水平力回定みδ/弾性板厚t−/)にし
て測定したものである。またこの実験において#″li
′弾性&(弾性板)の総厚みt−に鋼と一定の条件にす
るように、弾性板のIFjINI数を変え、例えは51
層厚の場合は7.2層にし、1wr厚の場合は10層に
している。なお、第2図における各ト1□ 点の表示、例えに!、50X、2.J−,2〆は直径/
jθ襲−1厚み2.j闘の弾性板(ゴム板)−ダを金属
板と交互に積層したことを示している。この実施例から
れかるように弾性板一枚尚多の厚みtt−にnにするこ
とによってバネ比(K7/Kh)、220が得られる。
このバネ比(K、/Kh)は弾性板の一枚当シの厚みt
を小さくする程に増加し、Jam厚より小さくすると急
激に増加する。
を小さくする程に増加し、Jam厚より小さくすると急
激に増加する。
特にダ・闘以下になると、その増大率は大きくなり、バ
ネ比(Kv / Kh )にYJθ以上もの非常圧良好
な値が得られる。
ネ比(Kv / Kh )にYJθ以上もの非常圧良好
な値が得られる。
なお免震装置が取り付は作業上の制限等を受けず、その
高さが少さくても良い場合は、上記弾性板一枚の厚みt
がl IIW以下という条件の下に、弾性板の積層板数
を少なくできる。この−例として弾性板を一枚のみ用い
、その厚さを変化させた場合のバネ比(K、/Kh)に
ついて第V図に示す。これは弾性板の直径を/ j O
wx−とじ、鉛直方向にts: TOITの圧#i応力
を加え、水平方向歪みが/θθ1(水平方回歪a/弾性
板厚み1−/)にした場合のデータで、各点の表示、例
えば/jθX、f−/は第2図の場合と同様に直径/
j Owtz−12厚さj關の弾性板(ゴム板)一層を
表わす。(1)のデータはせん断バネ係数G=j、1炸
/dを与える硬度J2のゴムを用いた場合を示し、釘ン
のデータはせん断ノ1ネ休数G−/、Jへ/dを与える
硬度/りのゴムを用いた場合を示す。
高さが少さくても良い場合は、上記弾性板一枚の厚みt
がl IIW以下という条件の下に、弾性板の積層板数
を少なくできる。この−例として弾性板を一枚のみ用い
、その厚さを変化させた場合のバネ比(K、/Kh)に
ついて第V図に示す。これは弾性板の直径を/ j O
wx−とじ、鉛直方向にts: TOITの圧#i応力
を加え、水平方向歪みが/θθ1(水平方回歪a/弾性
板厚み1−/)にした場合のデータで、各点の表示、例
えば/jθX、f−/は第2図の場合と同様に直径/
j Owtz−12厚さj關の弾性板(ゴム板)一層を
表わす。(1)のデータはせん断バネ係数G=j、1炸
/dを与える硬度J2のゴムを用いた場合を示し、釘ン
のデータはせん断ノ1ネ休数G−/、Jへ/dを与える
硬度/りのゴムを用いた場合を示す。
この単層の脚4&板を用いたデータ吃、複数層の弾性板
を用いた場合と同様のバネ沈毅化を示し、弾性板の厚み
tがに關でバネ比(Kv/ Kh)は(幻の場合、2り
θ、卸の場合、25θが得られ、厚みtが小さくなるに
従ってバネ比(Kv/Kh)が急激に増加していること
がわかる。
を用いた場合と同様のバネ沈毅化を示し、弾性板の厚み
tがに關でバネ比(Kv/ Kh)は(幻の場合、2り
θ、卸の場合、25θが得られ、厚みtが小さくなるに
従ってバネ比(Kv/Kh)が急激に増加していること
がわかる。
つま如本発例の免震装置において必要とするバネ比(x
v/Ich) (Jθθ〜グOθ挫歿以上)を伶るため
Kは弾性板の檀階奴にかかわらず、弾性板の厚みtをg
1以下とすれによいことがわかる。
v/Ich) (Jθθ〜グOθ挫歿以上)を伶るため
Kは弾性板の檀階奴にかかわらず、弾性板の厚みtをg
1以下とすれによいことがわかる。
なお本発明の免震装置の上記制限範囲で、さらに弾性板
直径の大きい免震装置を試作したとコロ、次のようにバ
ネ比(K、/Km)O邦’帛に大きいものが伶られた。
直径の大きい免震装置を試作したとコロ、次のようにバ
ネ比(K、/Km)O邦’帛に大きいものが伶られた。
すなわち弾性板の直径がコJOwtnl、弾性板一枚当
シの厚さtがJ即、弾性板の積層数が/一層、弾性板の
素材として天然ゴム10θに対して、カーボン10、老
化防止剤J1加硫剤Jを加えて、パ2.係数3.j〜/
dにしたものを用いた免震装置を制作した所、バネ比(
KT/Kh”)は7ooという非常九人きいものであっ
た。
シの厚さtがJ即、弾性板の積層数が/一層、弾性板の
素材として天然ゴム10θに対して、カーボン10、老
化防止剤J1加硫剤Jを加えて、パ2.係数3.j〜/
dにしたものを用いた免震装置を制作した所、バネ比(
KT/Kh”)は7ooという非常九人きいものであっ
た。
なお上記各実験データにおいて、必要なバネ比(Kv/
Kh)が得られる条件として、弾性板一枚当りの厚みt
について調べたが、これを第3図に示す形状係数・(弾
性板の直径D/弾性板一枚当9の厚みt)で考魁すると
次の条件が得られる。
Kh)が得られる条件として、弾性板一枚当りの厚みt
について調べたが、これを第3図に示す形状係数・(弾
性板の直径D/弾性板一枚当9の厚みt)で考魁すると
次の条件が得られる。
すなわち第、2図及び@ダ図に示した各点のデータにお
ける形状係数(D/l)#′i弾性板の直径が夫々/j
0IwlJl−であるから、弾性板の厚みtが/θtx
= 、2. j mの範囲を変化すると形状係数(D
/1)fi/J−10VcK化する。ここでバネ比(x
v/K11l)にjOθ〜y o O& 度以上を与え
る免震装置の形状係数(D/l)について考えると、厚
み2問以下に対応しで形状係数(D/l )はほぼ、2
5以上である。またliO紀の直往、2.50MIX
S 、厚みJlgの弾性板を用いた免震装置について形
状係数(D/l )を算出すると50であるまた本尭明
は弾性板素祠のせん断バネ係数をに珍77以下に制限す
ることによシ、免農装皺の水平バネ体数Khを小さくシ
、弾性板素材の厚みをttut以下に制限することによ
pバネ比(Xv/Kh)を所定値よシ大きく輪作したも
のであるが、建造物にθI定の周J9J Tを与えるの
に必要な全免震装置の水平バネ砕歓ΣxhVi建造物を
載置する全免′R装置の弾性板の総受圧曲梱ムに比例し
、弾性板(ゴム&)の鉛直方向総厚みり。に反比例する
ので、廷逸物の規模及び免震装置の数に応じて弾性板(
ゴム板)の直径及び槓N数を適宜に選定することにより
、建造物VC適応した性能のものを得ることができる。
ける形状係数(D/l)#′i弾性板の直径が夫々/j
0IwlJl−であるから、弾性板の厚みtが/θtx
= 、2. j mの範囲を変化すると形状係数(D
/1)fi/J−10VcK化する。ここでバネ比(x
v/K11l)にjOθ〜y o O& 度以上を与え
る免震装置の形状係数(D/l)について考えると、厚
み2問以下に対応しで形状係数(D/l )はほぼ、2
5以上である。またliO紀の直往、2.50MIX
S 、厚みJlgの弾性板を用いた免震装置について形
状係数(D/l )を算出すると50であるまた本尭明
は弾性板素祠のせん断バネ係数をに珍77以下に制限す
ることによシ、免農装皺の水平バネ体数Khを小さくシ
、弾性板素材の厚みをttut以下に制限することによ
pバネ比(Xv/Kh)を所定値よシ大きく輪作したも
のであるが、建造物にθI定の周J9J Tを与えるの
に必要な全免震装置の水平バネ砕歓ΣxhVi建造物を
載置する全免′R装置の弾性板の総受圧曲梱ムに比例し
、弾性板(ゴム&)の鉛直方向総厚みり。に反比例する
ので、廷逸物の規模及び免震装置の数に応じて弾性板(
ゴム板)の直径及び槓N数を適宜に選定することにより
、建造物VC適応した性能のものを得ることができる。
なお上記実施例では円形の弾性板が便用されていたが、
弾性&は角形等任意の形状のものが使用できる。
弾性&は角形等任意の形状のものが使用できる。
以上説明したように木発り一!によれは、鉄筋コンクリ
ート造コ、3階建の建造物(15θTON〜Jにo T
oH)以上の重量物を理屈することなく安定に文持し得
るバネ比(鉛直方向バネ係歓Kv/水平方向バネ係数K
h)に!00〜ダθθ栂度以上を何し、且つその小さな
水平バネ係数KlLによって、免震に必要な、2秒以上
の固有振動周期T(i−建造物等に与える免震装置を製
造することができる。
ート造コ、3階建の建造物(15θTON〜Jにo T
oH)以上の重量物を理屈することなく安定に文持し得
るバネ比(鉛直方向バネ係歓Kv/水平方向バネ係数K
h)に!00〜ダθθ栂度以上を何し、且つその小さな
水平バネ係数KlLによって、免震に必要な、2秒以上
の固有振動周期T(i−建造物等に与える免震装置を製
造することができる。
第1図0は免′M装置の構造を示す側面図、第1νl
(b、l 6′iその平面図、第、2図は複数の弾性板
を積層した免震・装置において、弾性板厚みtに対層型
の先議装置における弾性板厚みに対するバネ比(Kv/
Kh)の変化を示す特性図である。 (1)・・弾性板、(2j・・金属板、(3)・・免震
装置、 ((i)・・弾性板素材のせん断バネ係数、(
Kv/Kh )・・バネ比、(T)・・固有振動周期、
(1)・・弾性板の厚み。 第 1 しぐ (0ン 第1図c落) 第3図
(b、l 6′iその平面図、第、2図は複数の弾性板
を積層した免震・装置において、弾性板厚みtに対層型
の先議装置における弾性板厚みに対するバネ比(Kv/
Kh)の変化を示す特性図である。 (1)・・弾性板、(2j・・金属板、(3)・・免震
装置、 ((i)・・弾性板素材のせん断バネ係数、(
Kv/Kh )・・バネ比、(T)・・固有振動周期、
(1)・・弾性板の厚み。 第 1 しぐ (0ン 第1図c落) 第3図
Claims (1)
- +11 少なく共一枚の弾性板と、複数枚の金属板と
を父互に積層・固着して構成され、構造物とその基礎と
の間に間挿される免震装置において、弾性板素材のせん
断バネ係数を6ダ/−以下とし、且つ弾性板の一枚当シ
の厚さをAm以下としたことを特徴とする免震装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9171282A JPS58207431A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 免震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9171282A JPS58207431A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 免震装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58207431A true JPS58207431A (ja) | 1983-12-02 |
| JPH0585700B2 JPH0585700B2 (ja) | 1993-12-08 |
Family
ID=14034121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9171282A Granted JPS58207431A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 免震装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58207431A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6114340A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | 株式会社ブリヂストン | 免震支持装置 |
| JPS6351543A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | 清水建設株式会社 | 免震防振装置の製造方法 |
| JPS6448952A (en) * | 1987-04-06 | 1989-02-23 | Bridgestone Corp | Earthquake damping structure |
| JPH01180623U (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-26 |
-
1982
- 1982-05-28 JP JP9171282A patent/JPS58207431A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6114340A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | 株式会社ブリヂストン | 免震支持装置 |
| JPS6351543A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | 清水建設株式会社 | 免震防振装置の製造方法 |
| JPS6448952A (en) * | 1987-04-06 | 1989-02-23 | Bridgestone Corp | Earthquake damping structure |
| JPH01180623U (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0585700B2 (ja) | 1993-12-08 |
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