(57)【要約】【課題】積層ゴム支承の積層ゴムのねじれ変形を防ぎ、十分な免震性能を発揮させることが可能な免震構造を提供する。【解決手段】上下方向に分離した第１の構造物（上部構造物２）と第２の構造物（下部構造物１）との間に積層ゴム支承を介在させ、積層ゴム支承３を第１の構造物に固定するとともに第２の構造物に回転可能に連結した免震構造であって、第２の構造物に固定され、積層ゴム支承３に回転可能に連結された連結治具６を備え、積層ゴム支承３と連結治具６との連結部は、積層ゴム支承３が上下方向を軸として回転可能であり、かつ連結治具６が積層ゴム支承３の外周面に当接して連結治具６に対する積層ゴム支承３の相対位置の変化を阻止するよう構成してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に分離した第１の構造物と第２の構造物との間に積層ゴム支承を介在させ、前記積層ゴム支承を前記第１の構造物に固定するとともに前記第２の構造物に回転可能に連結した免震構造であって、
前記第２の構造物に固定され、前記積層ゴム支承に回転可能に連結された連結治具を備え、
前記積層ゴム支承と前記連結治具との連結部は、前記積層ゴム支承が上下方向を軸として回転可能であり、かつ前記連結治具が前記積層ゴム支承の外周面に当接して前記連結治具に対する前記積層ゴム支承の相対位置の変化を阻止するよう構成してあることを特徴とする免震構造。
【請求項２】
前記積層ゴム支承は、前記連結治具との接続部に円板状のフランジと、当該フランジの連結治具と対向する面に設けられたすべり材とを有し、
前記連結治具は、前記フランジと前記第２の構造物との間に介在し前記すべり材と当接するすべり板と、前記フランジの外周面に沿って延在し前記すべり板に固定された環状部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
【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。
【背景技術】
【０００２】
建築物の免震構造には、下部構造物と上部構造物との間に積層ゴム支承を介在させた構造がある。
【０００３】
積層ゴム支承は、ゴム層と鋼板とを交互に積層した積層ゴムと、積層ゴムにおけるゴム層と鋼板との積層方向の一端に接合された第１のフランジと、積層ゴムにおける積層方向の他端に接合された第２のフランジとを備える。この積層ゴム支承は、第１のフランジ又は第２のフランジのいずれか一方が下部構造物に固定され、いずれか他方が上部構造物に固定される。
【０００４】
この種の積層ゴム支承には、減衰性能を付加した高減衰ゴム材料をゴム層に用いた高減衰ゴム系積層ゴム支承がある（例えば特許文献１を参照。）。高減衰ゴム系積層ゴム支承は、ゴム層により地震エネルギーを減衰することで、上部構造物へ伝達される地震エネルギーを小さくできる。
【０００５】
また、積層ゴム支承には、想定以上の地震力による積層ゴムの破断を防ぐために、積層ゴムの想定限度以上のせん断変形を阻止するストッパーを設けたものがある（例えば特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１４６１０６号公報
【特許文献２】特開平０９−０６７９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
積層ゴム支承が水平２方向加力を受けると、積層ゴムにねじれモーメントが発生し、ゴム層にねじれ変形が生じる。この際、ゴム層には、せん断変形によるせん断ひずみに、ねじれ変形によるせん断ひずみが付加される。そのため、水平２方向加力を受けると、水平１方向加力によりせん断変形のみが生じた場合に破断するせん断変形量よりも小さなせん断変形量で破断することがある。特に、高減衰ゴム系積層ゴム支承は、ゴム層のねじれ変形が大きく、ねじれ変形により付加されるせん断ひずみが大きいことが知られている。そのため、高減衰ゴム系積層ゴム支承を用いた免震構造では、水平２方向の大きな地震力を受けた場合に積層ゴムが早期に破断してしまい、十分な免震性能を発揮できない恐れがある。
【０００８】
また、特許文献２に開示されたストッパーは、積層ゴムの想定限度以上のせん断変形を阻止するものである。そのため、積層ゴムにねじれ変形が生じた場合には、ストッパーが機能する以前に破断してしまい、十分な免震性能を発揮できない恐れがある。
【０００９】
さらに、積層ゴムのゴム層に天然ゴムを用いた天然ゴム系積層ゴム支承や、積層ゴムに鉛プラグを挿入して減衰性能を付加した鉛プラグ入り積層ゴム支承のように、ねじれ変形が小さい積層ゴム支承を用いた免震構造においても、ねじれ変形の蓄積により十分な免震性能を発揮できない恐れがある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、積層ゴム支承の積層ゴムのねじれ変形を防ぎ、十分な免震性能を発揮させることが可能な免震構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明の請求項１に係る免震構造は、上下方向に分離した第１の構造物と第２の構造物との間に積層ゴム支承を介在させ、前記積層ゴム支承を前記第１の構造物に固定するとともに前記第２の構造物に回転可能に連結した免震構造であって、前記第２の構造物に固定され、前記積層ゴム支承に回転可能に連結された連結治具を備え、前記積層ゴム支承と前記連結治具との連結部は、前記積層ゴム支承が上下方向を軸として回転可能であり、かつ前記連結治具が前記積層ゴム支承の外周面に当接して前記連結治具に対する前記積層ゴム支承の相対位置の変化を阻止するよう構成してあることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る免震構造は、上記請求項１に係る免震構造において、前記積層ゴム支承は、前記連結治具との接続部に円板状のフランジと、当該フランジの連結治具と対向する面に設けられたすべり材とを有し、前記連結治具は、前記フランジと前記第２の構造物との間に介在し前記すべり材と当接するすべり板と、前記フランジの外周面に沿って延在し前記すべり板に固定された環状部材とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る免震構造では、積層ゴム支承を第１の構造物に固定するとともに第２の構造物に回転可能に連結している。この際、積層ゴム支承と第２の構造物とは、第２の構造物に固定された連結治具を用いて連結している。積層ゴム支承と連結治具との連結部は、積層ゴム支承が上下方向を軸として回転可能な構成にしてある。そのため、積層ゴム支承にねじれモーメントが発生すると、連結治具に対して積層ゴム支承が回転し、積層ゴムのねじれ変形を防ぐことができる。
【００１４】
また、積層ゴム支承と連結治具との連結部は、連結治具が積層ゴム支承の外周面に当接して連結治具に対する積層ゴム支承の相対位置の変化を阻止するよう構成されている。そのため、連結治具を介して積層ゴム支承と第２の構造物との間でせん断力を伝達することができる。
【００１５】
したがって、本発明に係る免震構造は、積層ゴム支承の積層ゴムのねじれ変形を防ぎ、十分な免震性能を発揮させることができる。
【００１６】
なお、第１の構造物と第２の構造物との上下関係は、第１の構造物の上方に第２の構造物がある関係、第２の構造物の上方に第１の構造物がある関係のいずれでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である免震構造の主要部を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１における積層ゴム支承と下部構造物との連結部を示す平面図である。
【図３】図３は、本実施の形態の免震構造を適用した建築物に水平地震力が加わったときの様子を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る免震構造の実施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態である免震構造の主要部を示す縦断面図である。図２は、図１における積層ゴム支承と下部構造物との連結部を示す平面図である。
【００２０】
本実施の形態の免震構造は、図１に示すように、下部構造物１と上部構造物２との間に積層ゴム支承３を介在させた構造になっている。下部構造物１は、建築物の基礎であり、地盤４に固定されている。上部構造物２は、家、ビル、工場等の建物である。なお、下部構造物１と上部構造物２との間には、複数の積層ゴム支承３が所定の間隔で配置されている。
【００２１】
積層ゴム支承３は、積層ゴム３０１と、第１のフランジ３０２と、第２のフランジ３０３とを備える。積層ゴム３０１は、ゴム層３０４と鋼板３０５とを交互に積層した積層ゴム本体と、積層ゴム本体の外周に設けられた被覆ゴム３０６とからなる。第１のフランジ３０２は、積層ゴム３０１におけるゴム層３０４と鋼板３０５との積層方向の一端に接合した円板状の金属部材である。第２のフランジ３０３は、積層ゴム３０１における積層方向の一端に接合した円板状の金属部材である。また、第２のフランジ３０３の下端面３０３ａ及び外周面３０３ｂには、すべり材３０７を設けている。この積層ゴム支承３は、第１のフランジ３０２を上部構造物２にボルト５で締結固定してあり、第２のフランジ３０３を下部構造物１に固定された連結治具６に連結している。
【００２２】
積層ゴム支承３における積層ゴム３０１、第１のフランジ３０２、及び第２のフランジ３０３は、既知の積層ゴム支承と同様の構成でよい。この際、積層ゴム３０１のゴム層３０４には、減衰性能を付加した高減衰ゴム材料を用いることが好ましい。また、すべり材３０７は、既知のすべり支承で用いられるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料を用いる。
【００２３】
連結治具６は、すべり板６０１と、環状部材６０２とを備える。すべり板６０１は、下部構造物１と第２のフランジ３０３の下端面３０３ａとの間に介在し、すべり材３０７と当接する金属板である。環状部材６０２は、第２のフランジ３０３の外周面３０３ｂに沿って延在し、すべり材３０７と当接する金属部材である。この環状部材６０２は、円弧状をなす第１の円弧状部材６０３及び第２の円弧状部材６０４をボルト７及びナット８で締結して一体化させたたものである。すべり板６０１及び環状部材６０２は、下部構造物１にボルト５で締結固定してある。
【００２４】
第１の円弧状部材６０３は、当接面６０３ａと、フランジ部６０３ｂと、当接面６０３ａの上端から内方に張り出した抜け止め部６０３ｃと、締結部６０３ｄ，６０３ｅとを有する。第２の円弧状部材６０４も同様に、当接面６０４ａと、フランジ部６０４ｂと、抜け止め部６０４ｃと、締結部６０４ｄ，６０４ｅとを有する。
【００２５】
第１の円弧状部材６０３の当接面６０３ａ及び第２の円弧状部材６０４の当接面６０４ａは、すべり材３０７と当接し、連結治具６に対する積層ゴム支承３の相対位置の変化を阻止する面である。第１の円弧状部材６０３のフランジ部６０３ｂ及び第２の円弧状部材６０４のフランジ部６０４ｂは、連結治具６を下部構造物１に締結固定するためのボルト５を挿通する挿通孔を設けた部分である。第１の円弧状部材６０３の抜け防止部６０３ｃ及び第２の円弧状部材６０４の抜け止め部６０４ｃは、当接面６０３ａ，６０４ａの上端から内方に張り出した部分であり、第２のフランジ３０３が連結治具６から外れるのを防ぐ役割がある。第１の円弧状部材６０３の締結部６０３ｄ，６０３ｅ及び第２の円弧状部材６０４の締結部６０４ｄ，６０４ｅは、第１の円弧状部材６０３と第２の円弧状部材６０４とを締結するためのボルト７を挿通する挿通孔を設けた部分である。
【００２６】
本実施の形態の免震構造では、積層ゴム支承３の第２のフランジ３０３が円板状である。また、積層ゴム支承３と連結治具６との連結部は、積層ゴム支承３の第２のフランジ３０３のに設けたすべり材３０７を、連結治具６のすべり板６０１及び当接面６０３ａ，６０３ｂに当接させているだけである。すなわち、積層ゴム支承３は、図２に示すように、中心Ｐを通る上下方向の軸線で回転可能な状態で連結治具６と連結している。
【００２７】
図３は、本実施の形態の免震構造を適用した建築物に水平地震力が加わったときの様子を示す縦断面図である。
【００２８】
本実施の形態の免震構造では、積層ゴム支承３の第２のフランジ３０３が下部構造物１に固定された連結治具６に連結している。この連結治具６は、環状部材６０２が第２のフランジ３０３の外周面３０３ｂに設けたすべり材３０７と当接し、連結治具６に対する積層ゴム支承３の相対位置の変化を阻止している。つまり、連結治具６は、積層ゴム支承３の径外方向へのすべり移動を阻止している。また、積層ゴム支承３の第１のフランジ３０２は、上部構造物２に固定されている。そのため、水平地震力を受けた場合には、下部構造物１と積層ゴム支承３の積層ゴム３０１との間でせん断力が伝達されるとともに、積層ゴム３０１と上部構造物２との間でせん断力が伝達される。これにより、図３に示すように積層ゴム３０１がせん断変形し、上部構造物２に伝達する地震力や揺れを軽減できる。
【００２９】
また、水平２方向の地震力を受けた場合、積層ゴム支承３にはねじれモーメントが発生する。このねじれモーメントは、上下方向を軸として積層ゴム３０１を回転させるように作用する。本実施の形態の免震構造では、上記のように、積層ゴム支承３と連結治具６とが上下方向を軸として回転可能に連結されている。そのため、積層ゴム支承３にねじれモーメントが発生すると、ねじれモーメントを低減させる方向に第２のフランジ３０３が回転する。これにより、水平２方向の地震力を受けた場合の積層ゴム３０１のねじれ変形を防ぐことができる。
【００３０】
このように、本実施の形態の免震構造では、下部構造物１と積層ゴム支承３の積層ゴム３０１との間、及び積層ゴム３０１と上部構造物２との間でせん断力が伝達されるので、上部構造物２に伝達する地震力や揺れを軽減できる。しかも、積層ゴム３０１のねじれ変形を防ぐことができるので、ねじれ変形によるせん断ひずみが付加されることで積層ゴム３０１が早期に破断してしまう事態を防げる。そのため、水平２方向の地震力を受けた場合においても、水平１方向の地震力を受けた場合と同等の免震性能を発揮することができる。
【００３１】
また、積層ゴム３０１にねじれ変形が生じた場合、長周期地震動のような継続時間が長く振幅の大きな地震動に対して十分な免震性能を発揮できない恐れがある。本実施の形態の免震構造であれば、積層ゴム３０１のねじれ変形を防ぐことがでるので、そのような懸念も払拭できる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、積層ゴム支承３と連結される連結治具６を下部構造物１に固定しているが、これに限らず、連結治具６を上部構造物２に固定してもよい。また、積層ゴム支承３と連結治具６との連結部は、本実施の形態で挙げた構成に限らず、積層ゴム支承３が回転することで積層ゴム３０１のねじれ変形を防げ、かつ連結治具６が固定された構造物と積層ゴム３０１との間でせん断力を伝達可能な構成であればよい。
【００３３】
さらに、下部構造物１と上部構造物２との間には、積層ゴム支承３に加え、既知のすべり支承やダンパー等を介在させてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  下部構造物
２  上部構造物
３  積層ゴム支承
３０１  積層ゴム
３０２  第１のフランジ
３０３  第２のフランジ
３０３ａ  下端面
３０３ｂ  外周面
３０４  ゴム層
３０５  鋼板
３０６  被覆ゴム
３０７  すべり材
４  地盤
５  ボルト
６  連結治具
６０１  すべり板
６０２  環状部材
６０３  第１の円弧状部材
６０４  第２の円弧状部材
６０３ａ，６０４ａ  当接面
６０３ｂ，６０４ｂ  フランジ部
６０３ｃ，６０４ｃ  抜け止め部
６０３ｄ，６０３ｅ，６０４ｄ，６０４ｅ  締結部
７  ボルト
８  ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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