(57)【要約】【課題】地震時に積層ゴム等の弾性体に作用する引張り力に対しても十分な強度を有する免震構造を、その他の免振性能を維持したまま、従来の各種免震構造よりも低コストで設置すること。【解決手段】免震構造１０を構成する一の免震装置は、積層ゴム型免震支承１であり、他の免震装置は、免震ダンパー２であって、積層ゴム型免震支承１は、上部構造体３と下部構造体４とを連結する柱状の弾性体を備えてなり、免震構造の形成領域内に分散配置されていて、免震ダンパー２は、上部構造体３と下部構造体４とを連結する弾塑性素材からなるダンパー本体２１を備えてなり、免震ダンパー２は、一部の積層ゴム型免震支承１の周囲に隣接配置されているか、或いは、積層ゴム型免震支承１毎に異なる数の免震ダンパー２が、各々の前記積層ゴム型免震支承の周囲に隣接配置されている、免震構造１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物の上部構造体と下部構造体との間に形成される免震構造であって、
前記免震構造は、２種類の免震装置によって構成されていて、
前記免震構造を構成する一の前記免震装置は、積層ゴム型免震支承であり、他の前記免震装置は、免震ダンパーであって、
前記積層ゴム型免震支承は、前記上部構造体と前記下部構造体とを連結する柱状の弾性体を備えてなり、前記免震構造の形成領域内に分散配置されていて、
前記免震ダンパーは、前記上部構造体と前記下部構造体とを連結する弾塑性素材からなるダンパー本体を備えてなり、
前記免震ダンパーは、一部の前記積層ゴム型免震支承の周囲に隣接配置されているか、或いは、前記積層ゴム型免震支承毎に異なる数の前記免震ダンパーが、各々の前記積層ゴム型免震支承の周囲に隣接配置されている、免震構造。
【請求項２】
前記免震ダンパーが、下記の定義による全ての特定引張り力発生位置に配置されている前記積層ゴム型免震支承の周囲に隣接配置されている、請求項１に記載の免震構造。
特定引張り力発生位置
：前記免震構造における前記積層ゴム型免震支承の複数の全配置位置のうち、下記定義による地震時引張り力が、前記弾性体の引張り限界強度の５０％以上の力となる位置のことを特定引張り力発生位置とする。
地震時引張り力
：前記免震構造に要求する免震性能に応じて規定される所定の最大加速度、最大速度、継続時間の振動波を、前記免震構造が設置されている建造物に与えた場合に、前記免震構造において前記免震ダンパーが配置されていない状態において発生する、各々の積層ゴム型免震支承を構成する弾性体に作用する鉛直上向きの単位面積当りの引張り力のことを地震時引張り力とする。
【請求項３】
前記特定引張り力発生位置に配置されている各々の前記積層ゴム型免震支承の周囲に、それぞれ２以上の前記免震ダンパーが隣接配置されている、請求項２に記載の免震構造。
【請求項４】
全ての前記積層ゴム型免震支承の配置位置において、地震時に前記積層ゴム型免震支承に作用する引張り力が０Ｎ／ｍｍ２となるように前記免震ダンパーが配置されている請求項１から３のいずれかに記載の免震構造。
【請求項５】
アスペクト比が２以上の建造物であって、
上部構造体と下部構造体との間に請求項１から４のいずれかに記載の免震構造が設置されている、免震建造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震構造に関する。更に詳しくは、建造物の上部構造体と下部構造体との間に形成される免震構造であって、複数種の免震装置の組合せによって構成されていて、特に、アスペクト比の大きい建造物に好適である免震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物や橋梁等の建造物を地震等の振動による損傷から守るための構造体として、各種の免震装置によって構成される免震構造が提案されている。免震構造を構成する上記の免震装置とは、建造物の基礎側の下部構造体と上部構造体との間に、振動エネルギーを吸収可能な振動減衰材を含んで形成される装置を介入することにより、建造物自体の揺れを軽減し壊れにくくする構造体のことを言う。
【０００３】
このような免震装置の一例として、特に、ＲＣ造りの１５階建て以上（高さ５０ｍ程度以上）のビル等、アスペクト比の大きな建造物（以下、単に「高層建造物」とも言う）において、主として円柱形状の積層ゴム体からなる弾性体により構成されている「積層ゴム型免震支承」が広く用いられている（特許文献１及び２参照）。この積層ゴム型免震支承は、建造物の基礎側の下部構造体と上部構造体との間に配置され、上記の弾性体が弾性変形しながら、地震等から受けるエネルギーの吸収性能を発揮する。
【０００４】
ここで、上記のような高層建造物において、積層ゴム型免震支承を格子状に配置して免震構造を形成する場合、地震時の水平動による転倒モーメントや鉛直動によって、積層ゴム型免震支承を構成する弾性体に対して鉛直上向きの引張り力が作用する場合がある。上記の弾性体を形成するゴム材料は、その圧縮限界強度については、３０Ｎ／ｍｍ２〜６０Ｎ／ｍｍ２の高い強度を有するが、一方で、その引張り限界強度については、通常１．５Ｎ／ｍｍ２程度に過ぎず、引張り力に対しては比較的脆弱である。そのため、特に上記のような高層建造物においては、地震時に積層ゴム型免震支承を形成する弾性体が引張り力によって破断することを防ぐために、各弾性体にかかる引張り力が、弾性体を形成するゴム材料の引張り限界強度を超えることがないように、何らかの対策を講じる必要があった。
【０００５】
積層ゴム型免震支承の引張り力に対する脆弱性を解消するための対策として、例えば、建造物に上記の引張り力が作用した場合に、上部構造体の水平方向への振動を減衰する機能は維持しつつ、引張り力による上部構造体の浮き上がりは許容する構造とすることによって、弾性体への引張り力の作用を回避する免震装置が開発されている（特許文献３参照）。
【０００６】
又、積層ゴム型免震支承の引張り力に対する脆弱性を解消するための他の対策として、建造物の鉛直軸力を支えながら、少ない転がり摩擦抵抗で３６０°水平方向に可動する「直動転がり支承」を採用することも可能である（特許文献４参照）。この場合復元力を担保するための復元材として積層ゴム体が併用されることがあるが、この直動転がり支承は、引張り力に対して高い強度を有するため、積層ゴム体に過剰な引張り力が作用することをなくすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１０５４４０号公報
【特許文献２】特開２０１７−１４１８７８号公報
【特許文献３】特開２００４−１１２１３号公報
【特許文献４】特開２０１８−９１４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に開示されている、上部構造体の浮き上がりを許容する免震装置、及び、特許文献４に開示されている、直動転がり支承は、何れも、特許文献１又は２に開示されている「積層ゴム型免震支承」と比較して、基本構造が複雑であり製造及び設置に要する費用の大幅な増大を避けられなかった。
【０００９】
本発明は、地震時に積層ゴム等の弾性体に作用する引張り力に対しても十分な強度を有する免震構造を、その他の免振性能を維持したまま、従来の各種免震構造よりも低コストで設置することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、複数の積層ゴム型免震支承を格子状に配置する免震構造において、所定の引張り力が発生することが想定される特定の位置に配置されている積層ゴム型免震支承の周囲に、弾塑性素材からなるダンパー本体を備える「免震ダンパー」を適切に隣接配置することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１１】
（１）  建造物の上部構造体と下部構造体との間に形成される免震構造であって、前記免震構造は、２種類の免震装置によって構成されていて、前記免震構造を構成する一の前記免震装置は、積層ゴム型免震支承であり、他の前記免震装置は、免震ダンパーであって、前記積層ゴム型免震支承は、前記上部構造体と前記下部構造体とを連結する柱状の弾性体を備えてなり、前記免震構造の形成領域内に分散配置されていて、前記免震ダンパーは、前記上部構造体と前記下部構造体とを連結する弾塑性素材からなるダンパー本体を備えてなり、前記免震ダンパーが、一部の前記積層ゴム型免震支承の周囲に隣接配置されているか、或いは、前記積層ゴム型免震支承毎に異なる数の前記免震ダンパーが、各々の前記積層ゴム型免震支承の周囲に隣接配置されている、免震構造。
【００１２】
（１）の発明によれば、積層ゴム型免震支承により構成される免震構造において、汎用的に使用されている免震装置の一つでもある免震ダンパーを、上記積層ゴム型支承の周囲に併設する構成とした。これにより、地震時に積層ゴム等の弾性体に作用する引張り力に対して十分な強度を有する免震構造を、その他の免振性能を維持したまま、従来の各種免震構造よりも低コストで構成することができる。
【００１３】
（２）  前記免震ダンパーが、下記の定義による全ての特定引張り力発生位置に配置されている前記積層ゴム型免震支承の周囲に隣接配置されている、（１）に記載の免震構造。
特定引張り力発生位置
：前記免震構造における前記積層ゴム型免震支承の複数の全配置位置のうち、下記定義による地震時引張り力が、前記弾性体の引張り限界強度の５０％以上の力となる位置のことを特定引張り力発生位置とする。
地震時引張り力
：前記免震構造に要求する免震性能に応じて規定される所定の最大加速度、最大速度、継続時間の振動波を、前記免震構造が設置されている建造物に与えた場合に、前記免震構造において前記免震ダンパーが配置されていない状態において発生する、各々の積層ゴム型免震支承を構成する弾性体に作用する鉛直上向きの単位面積当りの引張り力のことを地震時引張り力とする。
【００１４】
（２）の発明によれば、（１）の免震構造の建造物への設置において、地震時に発生が想定される引張り力に応じて、必要な箇所への必要数の配置とすることができるように、独自の客観的な指標に基づいて、免震ダンパーの配置を綿密に最適化した。これにより、（１）の免震構造の効果の発現の確度を高度に維持したまま、その実施にかかる費用を最小化して、（１）の免震構造の設置にかかる費用対効果を更に向上させることができる。
【００１５】
（３）  前記特定引張り力発生位置に配置されている各々の前記積層ゴム型免震支承の周囲に、それぞれ２以上の前記免震ダンパーが隣接配置されている、（２）に記載の免震構造。
【００１６】
（３）の発明によれば、（２）の免震構造における、免震ダンパーの配置を、免震構造に作用する地震時引張り力に対応して、配置個数の調整によって、より詳細に最適化することができる。これにより、必要十分な引張り力に対する強度を、無駄なく最小数の免震装置によって担保することができるようになり、（２）の免震構造の有する地震時引張り力に対する強度と、その設置コストにかかる経済性を、更に高い水準で両立することができる。
【００１７】
（４）  全ての前記積層ゴム型免震支承の配置位置において、地震時に前記積層ゴム型免震支承に作用する引張り力が０Ｎ／ｍｍ２となるように前記免震ダンパーが配置されている（１）から（３）のいずれかに記載の免震構造。
【００１８】
（４）の発明によれば、（１）から（３）のいずれかに記載の免震構造の効果を更に好ましい水準で、より高い確度で発現させることができる。
【００１９】
（５）  アスペクト比が２以上の建造物であって、上部構造体と下部構造体との間に（１）から（４）のいずれかに記載の免震構造が設置されている、免震建造物。
【００２０】
（５）の発明によれば、地震時に積層ゴム等の弾性体に対して大きな引張り力が作用することとなり易い高層建造物や搭状の建造物において、当該引張り力に対して十分な強度を有する免震構造を、その他の免振性能を維持したまま、従来の各種免震構造よりも低コストで設置することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、地震時に積層ゴム等の弾性体に作用する引張り力に対して十分な強度を有する免震構造を、その他の免振性能を維持したまま、従来の各種免震構造よりも低コストで設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の免震構造と、それを備える免震建造物の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の免震構造の基本構造を模式的に示す部分拡大平面図である。
【図３Ａ】本発明の免震構造を構成する積層ゴム型免震支承の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの積層ゴム型免震支承の内部構造の説明に供する模式図である。
【図４】本発明の免震構造を構成する免震ダンパーの斜視図である。
【図５】実施例の免震建造物の立面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図６】実施例の免震建造物における免震ダンパーの配置の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。  
【００２４】
＜免震構造＞
［基本構成］
本発明の免震構造は、２種類の免震装置、即ち、積層ゴム型免震支承１と、免震ダンパー２とにより構成されている。この発明の好ましい実施形態の具体例として、図１に示す免震構造１０を挙げることができる。この免震構造１０は、免震建造物１００の上部構造体３と下部構造体４との間に、両構造体を連結する態様で、複数の積層ゴム型免震支承１が、格子状に配置されていて、更に、それらの積層ゴム型免震支承１のうち特定の積層ゴム型免震支承１の周囲に、同様に上記両構造体を連結する態様で、適切な数の免震ダンパー２が隣接配置されている構造を含んで構成される免震構造である。積層ゴム型免震支承１の配置は格子状であることが一般的であるが、建造物を支持可能な配置であれば、その他の配置態様であってもよい。
【００２５】
尚、免震構造１０を構成する積層ゴム型免震支承１及び免震ダンパー２としては、それぞれ従来公知の装置を用いることができる。これらの各免震装置の構造、機能の詳細については別途後述する。又、本明細書における「２種類の免震装置」とは、基本的な構造と作用効果の異なる２種類の装置であることを意味する。積層ゴム型免震支承と免震ダンパーとは基本的な構造と作用効果の異なる異種の装置であるが、例えば、サイズや弾性体の材料組成のみが異なり、基本的な作用効果については差異がない２つの積層ゴム型免震支承については２種類の装置とはみなさないものとする。
【００２６】
又、免震構造１０は、図２に示すように、免震建造物１００の下部構造体４に、格子状等の分散配置で、複数の積層ゴム型免震支承１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、・・・、を設置してなる部分をその基本構造部分とする。そして、この基本構造部分を構成する複数の積層ゴム型免震支承１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、・・・、のうち、特定の一部の積層ゴム型免震支承１Ａの周囲に、免震ダンパー２を、必要数、隣接配置した構成が、免震構造１０の全体構成となる。
【００２７】
免震構造１０の基本構造部分を構成する複数の積層ゴム型免震支承１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、・・・、のうち、何れの積層ゴム型免震支承に免震ダンパー２を隣接配置するかについては、免震構造１０を設置する免震建造物１００の構造上、地震時に、何れの配置位置において、積層ゴム型免震支承１を構成する弾性体１１（図３Ａ、図３Ｂ参照）に、破断の畏れが生じる強さで鉛直方向上向きの引張り力が作用する場所（特定引張り力発生位置）となるのかを、予め特定することによって決定する。具体的な「特定引張り力発生位置」の特定は、対象建造物の構造計算から得られるデータについての振動解析や、モデル建造物による振動実試験等によって行うことができる。
【００２８】
例えば、図２に示す免震構造１０においては、このようにして特定された「特定引張り力発生位置」に配置されている積層ゴム型免震支承１Ａの周囲に、計４体の免震ダンパー２が隣接配置されている。このように免震ダンパーを配置することにより、地震発生時に積層ゴム型免震支承１を構成する弾性体１１（図３Ａ、図３Ｂ参照）作用しうる上記の引張り力が発生したとしても、免震ダンパー２が、水平方向への変形時に発生させる引張り抵抗力によって、当該積層ゴム型免震支承１Ａに作用する引張り力を十分に低減させることができ、この作用により、弾性体１１（図３Ａ、図３Ｂ参照）の破断を防ぐことができる。
【００２９】
［免震建造物］
上記の基本構成からなる免震構造１０は、様々な建造物に適用可能であるが、図１に示すようなアスペクト比の大きい建造物に特に好ましく用いることができる。図１に示す免震建造物１００は、建造物のアスペクト比（高さＨの建造物幅Ｂ（長辺と短辺がある場合は短辺幅を建造物幅Ｂとする）に対する比（Ｈ／Ｂ）が、２．３程度である。地震時に免震構造に作用する引張り力による弾性体の破防止を主たる目的とする本発明の免震構造は、アスペクト比（Ｈ／Ｂ）が、２以上の建造物において特に好ましく用いることができる。
【００３０】
［地震時引張り力及び特定引張り力発生位置］
一般に、免震構造を備える免震建造物において、「地震時引張り力」は、建造物の大きさや形状に応じて、下部構造体４の表面の各位置毎に異なる大きさとなる。このことを前提として、本明細書において、免震構造における「特定引張り力発生位置」とは、当該免震構造における積層ゴム型免震支承の複数の全配置位置のうち、下記定義による「地震時引張り力」が、積層ゴム型免震支承を構成する弾性体の引張り限界強度の５０％以上の力となる位置のことを言うものとする。
【００３１】
又、本明細書において、「地震時引張り力」とは、当該免震構造に要求する免震性能に応じて規定される所定の最大加速度、最大速度、継続時間の振動波を、当該免震構造が設置されている建造物に与えた場合に、当該免震構造において免震ダンパーが配置されていない状態において発生する、各々の積層ゴム型免震支承を構成する弾性体に作用する鉛直上向きの単位面積当りの引張り力のことを言うものとする。又、上述の「免震ダンパーが配置されていない状態において発生する・・・（中略）・・・引張り力」とは、より詳しくは、免震ダンパーが実際には配置されている場合においては、当該免震ダンパーによる鉛直方向の引張り抵抗力は考慮しない状態で振動解析を行った場合の、各々の積層ゴムに作用する引張力のことを言う。
【００３２】
本発明の免震構造１０は、地震時に一定以上の鉛直方向上向きの引張り力が作用する積層ゴム型免震支承、より好ましくは、上記の「特定引張り力発生位置」に、配置されている積層ゴム型免震支承１Ａの周囲に、免震ダンパー２を、鉛直方向上向きの引張り力を十分に低減させるに足る適当数で隣接配置することによって、当該積層ゴム型免震支承１Ａに作用する引張り力を十分に低減させることができる構造としたものである。
【００３３】
［各免震装置の具体的な配置例］
図２に示す免震構造１０においては、「特定引張り力発生位置」として規定された下部構造体の角隅部近傍に配置されている積層ゴム型免震支承１Ａの周囲に、４体の免震ダンパー２が隣接配置されている。免震構造１０においては、このように、「特定引張り力発生位置」に配置されている各々の積層ゴム型免震支承１の周囲に、免震ダンパー２が、当該積層ゴム型免震支承１Ａを構成する弾性体に作用する地震時の引張り力を十分に低減させるに足る２個以上の個数で配置されていることが好ましい。
【００３４】
例えば、積層ゴム型免震支承１Ａを構成する弾性体１１の引張り限界強度が１．５Ｎ／ｍｍ２である場合、建造物に要求される耐震性能を担保するために、耐震試験用として適切な試験振動波を、当該建造物に与えた場合に、上記の「地震時引張り力」が、弾性体１１の引張り限界強度に対して一定比率以上の力である場合に、弾性体の破断のリスクが有ると判断し、そのような場所に、引張り力を吸収する免震ダンパーを配置する。
【００３５】
具体的には、上記の「特定引張り力発生位置」、即ち、免震構造１０における積層ゴム型免震支承１の複数の全配置位置のうち地震時引張り力が、弾性体１１の引張り限界強度の５０％以上の力となる位置に、免震ダンパーを配置することが好ましく、全ての「特定引張り力発生位置」に免震ダンパーを配置することがより好ましい。
【００３６】
又、免震構造１０における、免震ダンパー２の配置については、全ての積層ゴム型免震支承１の配置位置において、地震時に積層ゴム型免震支承１に作用する上記の引張り力が０Ｎ／ｍｍ２となるように免震ダンパー２を配置してもよい。これにより設置費用は若干上昇する場合もあるが、免震構造の耐久性や安全性を極めて良好な水準に向上させることができる。
【００３７】
尚、免震構造１０においては、免震ダンパー２は、積層ゴム型免震支承１の各配置位置毎において想定される上記の引張り力に応じて選択された一部の積層ゴム型免震支承１の周囲のみに隣接配置することにより、過剰な免震ダンパー２の設置を回避して設置コストを抑えて、必要十分な性能を備える免震構造を構成することもできる。或いは、全ての積層ゴム型免震支承１の周囲に免震ダンパー２が配置されている場合であっても、各々の積層ゴム型免震支承１毎に異なる数の免震ダンパー２を、各々の積層ゴム型免震支承１の周囲に適当数隣接配置することにより、必要最小数の免震ダンパー２で、効率よく免震構造１０を構成することができる。尚、積層ゴム型免震支承１とその周囲に隣接配置される免震ダンパーとの間の距離は、通常、中心間距離で４０００ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲内において、ｎ個の免震ダンパーを配置する場合であれば、当該積層ゴム型免震支承を取り囲む形で、１個目の免震ダンパーからｎ個目までの免震ダンパーを、積層ゴム型免震支承にできるだけ近い位置から順次配置していくことが好ましい。
【００３８】
［積層ゴム型免震支承］
次に、本発明の免震構造の基本構造部分を構成する積層ゴム型免震支承１について説明する。図３及び図３Ａは、積層ゴム型免震支承１の斜視図である。積層ゴム型免震支承１は、従来公知の免震装置の一例であり、免震建造物１００の上部構造体３と下部構造体４との間に設置され、振動エネルギーを吸収する。
【００３９】
図３及び図３Ａに示す通り、積層ゴム型免震支承１は、柱状、即ち、円柱形状又は角柱形状の弾性体１１を少なくとも備える。弾性体の形状は柱状であればよいが、円柱形状であることが好ましい。又、好ましくは、弾性体１１の内部に鉛直方向に形成された筒状の中空部内に、中空部の内面に隙間なく拘束される態様で配置されている柱状の金属プラグ１２と、を備えるものであってもよい。
【００４０】
又、積層ゴム型免震支承１は、その下面及び上面にそれぞれ当接して弾性体１１の下面及び上面にそれぞれにボルト等により取り付けられた下部フランジ１３及び上部フランジ１４を備えるものであることが好ましい。このように上下にフランジ部を有する積層ゴム型免振支承は、下部フランジ１３の側が基礎等の一方の建造物に固定されて、上部フランジ１４の側に建造物等の他方の建造物が載置されて、上部フランジ１４を介して建造物等から鉛直荷重を受けるように設置される。
【００４１】
積層ゴム型免震支承１を構成する弾性体１１は、弾性材料からなる複数の弾性材料層と、剛性材料からなる剛性材料層とが交互に積層されてなる円柱又は角柱形状の弾性体であることが好ましい。弾性材料層の素材としては、天然ゴム、シリコンゴム、高減衰ゴム、ウレタンゴム又はクロロプレンゴム等を挙げることができる。剛性材料層の素材としては、鋼板、炭素繊維、ガラス繊維若しくはアラミド繊維等の繊維補強合成樹脂板又は繊維補強硬質ゴム板等を挙げることができる。又、下部フランジ１３及び上部フランジ１４についても、上記の鋼版等、剛性材料からなる板状の部材を適宜選択して用いることができる。金属プラグ１２を配置する場合には、例えば、鉛等、弾塑性素材によって形成されているものを、振動減衰材として配置することが好ましい。
【００４２】
［免震ダンパー］
次に、本発明の免震構造の付加的な構造部分を構成する免震ダンパー２について説明する。図４は、免震ダンパー２の斜視図である。免震ダンパー２は、従来公知の免震装置の一例であり、免震建造物１００の上部構造体３と下部構造体４との間に設置され、振動エネルギーを吸収する。免震ダンパー２は、下部構造体４に接続される接続部である下部フランジ２７と、上部構造体３に接続される接続部である上部フランジ２８と、下部フランジ２７と上部フランジ２８との間に配置され、これらを連結する振動吸収部であるダンパー本体２１を備える。
【００４３】
下部フランジ２７及び上部フランジ２８は、平面視正方形の板状体の鋼材（例えば、ＳＳ４００）で形成されている。下部フランジ２７及び上部フランジ２８は、要求される免震性能に応じて、任意の大きさ及び厚さとすることができる。下部フランジ２７及び上部フランジ２８は、それぞれ固定ボルト（図視せず）等により下部構造体４及び上部構造体３にそれぞれ固定される。そして下部フランジ２７の上面と上部フランジ２８の下面との間の空間に振動吸収部となるダンパー本体２１が配置される。
【００４４】
図１に示す通り、ダンパー本体２１は、断面円形状の柱状体が、下部フランジ２７と上部フランジ２８との間の空間における略中間位置において、一の水平方向に折り曲げられた形状に形成されている。具体的には、ダンパー本体２１は、下方から上方に向かって順に、下部フランジ近傍部２２、下部傾斜部２３、屈折部２４、上部傾斜部２５及び上部フランジ近傍部２６が連なって形成されており、屈折部２４は、免震ダンパー２の中心軸より水平方向に突出して略「くの字」形状に屈折している。
【００４５】
又、建造物の下部構造体４と上部構造体３との間に設置される免震ダンパー２は、下部フランジ２７が下部構造体４に接続され、上部フランジ２８が上部構造体３に接続されている。
【００４６】
免震ダンパーの形状は、図４に示す形状のものが一般的であるが、このような形状からなるダンパー本体２１を有する免震ダンパー２は、水平変形時に水平方向にも鉛直方向にも減衰力が生じる特性を有する。本発明の免震構造を構成することができる免震ダンパーは、ダンパー本体２１と同様に弾塑性素材で形成される本体部を有するものであり、免震ダンパー２と同様の上記作用効果により水平変形時に水平方向にも鉛直方向にも減衰力が生じる特性を有するものであれば、必ずしも本体部や全体の形状が、図４に示す免震ダンパーと同一の形状であるものには限定されない。
【００４７】
尚、本発明の免震構造を構成する免震ダンパー２としては、ダンパー本体２１形成する振動減衰材として鉛を用いた汎用的な鉛ダンパーを用いることができるが、その他、ダンパー本体２１を鋼材によって形成した鋼材ダンパー等も求められる免震性能に応じて、適宜用いることができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明の免震構造について、実施例を示しながら、更に詳細に説明する。尚、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。この実施例は、下部構造体と上部構造体との間に本発明の免震構造を設置した免震建造物において、地震時に積層ゴム型免震支承に作用する引張り力に対して、免震ダンパーの配置がどの程度の効力を発揮しうるのかを検証することを企図するものである。この検証は、実施例として想定する建造物モデルに対して下記の所定地震波を入力して行う振動解析により、地震時に実際に発生する引張り力を算出する手法により行った。
【００４９】
［免震建造物］
免震構造を設置する対象とする免震建造物を、ＲＣ造１９階建て６１．０ｍの免震建造物と想定した（図５参照）。又、この免震建造物の幅については、Ｘ方向の幅が、３０．９ｍ、Ｙ方向の幅が１５．７ｍであり、建造物のアスペクト比は３．９であるものと想定した。
【００５０】
［免震構造］
図５（ｂ）に示す通り、Ｘ軸方向に４個、Ｙ軸方向に５個、ＸＹ平面上に略格子状に計２０個の積層ゴム型免震支承を、上記の免震建造物の下部構造体（基礎部分）と上部構造体との間に、略格子状に配置した。積層ゴム型免震支承を構成する弾性体のゴム総厚は何れも２００ｍｍとしたが、各弾性体の直径（図中においてゴム径と記載）については、１４００ｍｍ、１２００ｍｍ、１１００ｍｍの３種類のサイズの異なるものを用意して、各サイズの積層ゴム型免震支承を、図５（ｂ）に示す通りの配置で設置した。尚、同図中の数値の単位は全てｍｍである。
【００５１】
更に、積層ゴム型免震支承の周囲に配置する免震ダンパーとしては、既成の鉛ダンパー（「Ｕ２４２６鉛ダンパー」（住友金属鉱山シポレックス社製））を用いた。尚、この鉛ダンパーの力学的な特性は、一次剛性が３００００ｋＮ／ｍ、降伏荷重が２２０ｋＮ、限界変形量が８００ｍｍ、又、この鉛ダンパーは、水平変形時に引張り抵抗力が生じるものであることも別途の試験により確認されている。水平地震動に対する鉛ダンパーの必要総個数は、建物重量１９２，９１０ｋＮの０．０３倍の５，７８７ｋＮとなるように２７個とした。２７個の鉛ダンパーの配置は、図５（ｂ）に示す通りとした。
【００５２】
［地震時引張り力］
静的な応力検討の結果、図５（ｂ）に示すＵ方向（Ｙ軸方向から時計周りに４５度の方向）で最も大きな引張り力が発生することが確認されたため、Ｕ方向（４５度方向）に向けての水平力によって生じる「地震時引張り力」を求めることとした。入力する地震波は、最大加速度：３２９．９ｃｍ／ｓ２、最大速度：５５．１ｃｍ／ｓ、継続時間：５３．７４ｓとした。
【００５３】
上記の地震波により実施例の免震構造を構成する各々の積層ゴム型免震支承に作用する引張り力を、上記地震波によって建造物に生じる動的及び静的最大モーメント等から算出した。尚、上記の引張り力を算出するためには以下の数式（数１）を用いた。
【００５４】
【数１】
2020101189.tif 000003
【００５５】
上記の手順により求めた各積層ゴム型免震支承の配置位置毎におけるそれぞれの引張り力は、下記表１に示す通りであった。尚、圧縮力が作用する配置位置については、引張り力は０と記している。
【００５６】
【表１】
2020101189.tif 000004
【００５７】
表１に示す通り、Ｘ１―Ｙ１の配置位置において、１４４５ｋＮの引張り力が発生している。この時、同位置に配置されている積層ゴム型免震支承の弾性体に対しては、１．２８Ｎ／ｍｍ２の引張面圧、即ち、地震時引張り力が作用していることとなる。一方で、このＸ１―Ｙ１に配置されている積層ゴム型免震支承を構成する直径１２００ｍｍの弾性体の引張り限界強度は、１．５０Ｎ／ｍｍ２である。つまり、Ｘ１―Ｙ１の配置位置においては、地震時引張り力が、弾性体の引張り限界強度の８５．３％に達している。つまり、実施例の建造物モデルにおけるＸ１―Ｙ１の配置位置は、本明細書における「特定引張り力発生位置」に該当する。
【００５８】
次に、本明細書における「特定引張り力発生位置」に該当するＸ１−Ｙ１の配置位置について更に検討を行った。図５（ｂ）に示すような態様で２７個配置した免震ダンパーのうちから、一部の免震ダンパーの配置を順次移動して、積層ゴム型免震支承の周囲に隣接配置する免震ダンパーの個数を１個から８個まで変更していった場合における、積層ゴム型免震支承の周囲に配置する免震ダンパーの個数と当該積層ゴム型免震支承に実際に作用する引張り力（面圧）との関係を調べた。一例として、免震ダンパーを４個配置する場合の配置態様は、図２及び図６に示す通りであり、最大の８個の場合は、図２の各免震ダンパーの外側に隣接して更に計４個のダンパーを配置する配置態様とした。
【００５９】
上記の地震波により、最大の引張り力が算出された時の免震ダンパーのダンパー本体の水平方向への変形は２９．３ｃｍであった。そして、この最大変形時に、この免震ダンパー（Ｕ２４２６鉛ダンパー）には、約２２０ｋＮの引張り抵抗力が生じることを確認した。このときの、Ｘ１−Ｙ１の配置位置に配置されている積層ゴム型免震支承の周囲に配置する免震ダンパーの個数と同積層ゴム型免震支承に実際に作用する引張り力（面圧）との関係を表２に示す。免震ダンパーを２つ設置することで、弾性体の引張り限界強度の６０％程度にまで引張り力は低減し、３個設置することで、弾性体の引張り限界強度の５０％以下に引張り力は低減し、更に、７個設置することで引張力は０Ｎ／ｍｍ２とすることができることが確認された。
【００６０】
【表２】
2020101189.tif 000005
【００６１】
表２より、本発明の免震構造を採用すれば、直動転がり支承等の複雑な構造の免震装置によらずとも、従来水平方向への振動エネルギーを減衰させるために汎用的に用いられていた簡易な構造の免震ダンパーを適切な位置に必要数配置することによって、地震時に作用する引張り力に対しても十分な強度を有する免震構造を、その他の免振性能を維持したまま、構成することができることが分かる。
【符号の説明】
【００６２】
１        積層ゴム型免震支承
１１      弾性体
１２      金属プラグ
１３      下部フランジ
１４      上部フランジ
２        免震ダンパー
２１      ダンパー本体
２２      下部フランジ近傍部
２３      下部傾斜部
２４      屈折部
２５      上部傾斜部
２６      上部フランジ近傍部
２７      下部フランジ
２８      上部フランジ
３        上部構造体
４        下部構造体
１０      免震構造
１００    免震建造物
【図１】
2020101189.tif 000006
【図２】
2020101189.tif 000007
【図３Ａ】
2020101189.tif 000008
【図３Ｂ】
2020101189.tif 000009
【図４】
2020101189.tif 000010
【図５】
2020101189.tif 000011
【図６】
2020101189.tif 000012