JPS60223576A - 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】 この発明は、免震装置に関する。

従来から、原子力発電所のｉｉｍ、ｍ梁の脚部等の重量
構造物の免震装置として各種の提案がなされ、その一部
は実用化され（いる。

この種の免震装置としては、平板状の積層ゴムを用いた
ものが周知であるが、以下の欠点があった。

すなわら、入力地震加速度が、例えば０．２ａ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っ°Ｃ囲まれた面積
も小さいという問題があった。

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ＶＡ層ゴムと地震力が加わった際に
直ちに塑性変形を覆る軟質金属、例えば鉛とを組合わせ
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Ｊ１１等が作用した際に、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。

この発明は、上述した問題の解決を意図してなされたも
のであって、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能を備え、且つ＃ｌｌ動物側ら加わ
る外力に対しては適当な剛性を有づる免震装置を提供す
るところにある。

上記目的を達成−４るため、この発明は、鉛直荷重を支
持し水平荷重に対しＣ弾性変形をする弾性体と、水平荷
重に対して所定の弾性変形を経て塑性変形をする棒状体
とを（Ｊｌ設したことを特徴とする。

以下、この発明の好適な実施例について添ｌｌＮ図面を
参照して詳細に説明する。

第１図から第４図は、この発明に係る免震装置の一実施
例を示すものである。

免震装置は、建築ｖＩＪ造物等の上部１１３ｉ！ｔｉｏ
と、基礎構造１２の間に介装され、鉛直荷重を支持し水
平荷重に対して弾性変形する弾性体１４と、水平荷重に
対して所定の弾性変形を経て、塑性変形する棒状体１６
とから構成されている。

上記弾性体１４は、ネオプレンゴム等で平板状に形成さ
れた弾性シート１４ａと、金属でこれと同じ形状に形成
された金属シート１４ｂとを接着剤を介在させＣ交互に
積層し、この両端に平板状のエンドプレート１４Ｇ、１
４Ｃを取付（Ｊて構成し、各エンドプレート１４ｃ、１
４ｃは上記上部構造１０と基礎ｆ３造１２にそれぞれ固
定されている。

この弾性体１４は、水平向１　（Ｑ）に対して、概略第
２図に示すような変形（σ）性状を呈づる。

上記棒状体１６は、具体的には円形断面の鋼棒であって
、上部構造１０および基礎構造１２に対向して凹所１８
．１８を形成し、この凹所１８゜１８に棒状体１６の上
下端を遊嵌しており、これは棒状体１６の取り換え時の
ことを考慮している。

この棒状体１６は、水平荷重（Ｑ）に対して、概略第３
図に示すように、所定の弾性変形領域（Ａ）を経て降伏
点（Ｐｉ　）に至り、その後は塑性変形領域（Ｂ）とな
る変形（σ）性状を呈する。

ここで、降伏点（Ｐｉ　）は最大水平荷重（Ｑ）に対し
て、その１／４程度となるように設定することが好まし
く、より具体的には、現在想定されている最大級の地震
は、水平変位が約３０ｃｍ程度と考えられているため、
降伏点（Ｐｉ　）は約７゜５ｃｍ程度に設定する。

そして、上）！ｉした構成の免震ｖｔ置の水平？ｉＸｉ
重に対づる変形性状は、第４図の実線Ｃ示１ような略平
行四辺形状の囲周曲線となる。

つまり、同図に一森鎖線で示す弾性体１４の性状曲線と
、点線で承り棒状体１６の性状曲線とを加え合せた性状
を免震装置は有することになる。

本発明者らは、−Ｌ述した免震装置の具体的な縮小モデ
ルを以下のように設定しＣ振動解析を試みた。

上記弾性体１４として直径が１５０＋ｎｍの円板状のゴ
ムシートと鋼板とを、約２５０ＩＲ＃ｌに積層し、弾性
係数が５０ｋｇ／Ｃｌ１１となるように設定し、上記棒
状体１６としＣ直径１３Ｉｌ１ｍで、その長さが約５０
ＩＩのいわゆるＰＣ鋼棒Ｃ種１号と呼ばれる鋼棒を設定
し、上部および基礎構造の１０．１２の間隔を３００ｍ
ｍに設定した。

なＪ３、上記鋼棒の弾性係数は１１２ｋｇ／Ｃｌ１ｌで
あって、降伏点は２００ｋｇの水平荷重で１．８ｃｍ変
形する点である。

また、鉛白荷重は５ｔＯｎとし、これらの各数値は４〜
５階建の＝１ンクリート構造物の約１７４０に相当する
。

そして、上記条ｆ１の設定から以下の表１に示づ解析結
果を得た。

表　１ Ｋｅｑ・・・・・・・・・・・・・・・免震装置の弾性
係数Ｔ（ｓｅｃ）・・・・・・系全体の固有周期ｈｅｑ
・・・・・・・・・・・・・・・免震装置の減衰定数上
記結果から本発明の免震装置では、以下の効果が得られ
る。

すなわち、現在想定されている巨大地震は、水平変位が
約３０ｃｍ、最大周期０．１〜１．０秒であり、上記表
１のσ＝　ｆ３　ａｍはほぼこの値に相当する。

このような巨人地震に対しても系全体の固有周期が１．
６秒と長く、地震周期よりもかなり人きくなる。

従つ（、地震周期と共振して振幅が増入りることが防止
できる。

また、各変位にお（〕る減衰定数も比較的大きく、地震
エネルギーを効果的に吸収する。

さらに、建物ｅＩすに加わる強圧等の外力に対しては、
上記棒状体１６の弾性領域内でこれを受けるため、鉛等
の軟質金属を使用した免震装置よりも、構造物の揺れが
少く比較的大きな剛性を示Ｊ。

第５図は、この発明の他の実施例を示１概略図で、その
特徴点についてのみ説明する。

この実施例では、棒状体１６を略Ｓ字状に折曲し、これ
を上部構造１０と基礎構造１２との間に弾性体１４とと
もに併設しており、Ｓ字状棒状体１６は上部構造１０の
側面と基礎構造１２に端部をそれぞれ固定している。

このように構成し１ｃ装置でも免震装置は、第４図に示
すような特性が１１られる。

そして、この構造の免震装置についても以−トに示づモ
デル条件で振動解析を行なった。

すなわら、弾性体１４および上部、基礎４ｉ造１０．１
２間の間隔、鉛直荷重は、それぞれ上記実施例と同じ値
に設定し、Ｓ字状棒状体１６の直径は２２１１１１１１
の鋼棒を、その長さが３００ｍｍとなるように同一曲率
で折曲するように設定した。

以下の表２は上記条件で解析した結果である。

表　２ なお、１−記Ｓ字状棒棒状体６の弾性係数は８７゜２　
ｋｇ　／　ｃｍ１降伏点は２００ｋｇの水平荷重でσ＝
２゜３ｃＩＲの点ｅあった。

上記表２の結果は、上記表１とそれぞれの値は若干異な
るものの、Ｔ（系全体の周期）　、ｌ＋ｅｑ（減衰定数
）は同じような傾向にあって、上記実施例と同等の効果
が得られる。

なお、上記各実施例では、棒状体１６を単数で使用７る
場合についＣ例示したが、これを例えば紐等で緩く束ね
て複数本使用してもよい。

また、第２実施例の棒状体１６の折曲形状はＳ字形のみ
ではなくＵ字形であってもよい。

以上実施例で訂細に説明したように、この発明に係る免
震装置では、弾性体と棒状体とを組合わせた変形性状が
冑られるため、地震エネルギーを吸収するＢ歴曲線によ
って囲まれた面積を比較的大きくりることかできるとと
もに、系の周期も地震周期から離間することができ、共
振による問題も回避される等の各種優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこのＪａ明に係る免震装置の設置状態を示１図
、第２図は弾性体の特性図、第３図は棒状体の特性図、
第１１図は免震装置の特性図、第５図は他の実施例の概
略図である。 １０・・・・・・上部構造　１２・・・・・・基礎構造
１４・・・・・・弾性体　１６・・・・・・棒状体１８
・・・・・・四　所 特許出願人　株式会社　大　林　引 代　理　人　弁理士　−色１１！ｔ１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉛直荷車を支持し水平荷重に対して弾性変形を７
   る弾性体と、水平荷重に対して所定の弾性変形を経て塑
   性変形をする棒状体とを併設したことを特徴とする免震
   装置。
2. （２）上記弾性体は高分子からなる弾性材と金属板とを
   交Ｕに積層してなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の免震装置０
3. （３）上記棒状体は比較的細径の鋼棒からなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の免震装置。
4. （４）上記鋼棒は略Ｓ字状またはＵ字状に折曲されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の免震装
   置。