(57)【要約】【課題】ラック倉庫の高さ方向の全体にわたり地震による加速度を低減させることができるとともに、入力地震波の特性によらず加速度を低減させることができるラック倉庫の免制振システムを提供する。【解決手段】ラック構造体１２の最上部に設けられＴＭＤとして機能する制振装置２と、ラック倉庫１３の床面（設置面）１５とラック構造体１２との間に設けられた免震装置３と、を有する。免震装置３は、床面１５の上部に設けられ、Ｘ方向に沿って下側に凸となるＶ字形状に傾斜した下部摺動面を有する下部案内部と、ラック構造体１２の底部に設けられ、Ｙ方向に沿って上側に凸となる逆Ｖ字形状に傾斜した上部摺動面を有する上部案内部と、下部摺動面と上部摺動面との間に配置され、下部摺動面に沿って下部案内部とＸ方向に相対変位可能であるともに、上部摺動面に沿って上部案内部とＹ方向に相対変位可能な摺動子と、を有する。【選択図】図１
2018131317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面の上にラックを多段に連ねたラック構造体が設置されたラック倉庫の免制振システムにおいて、
前記ラック構造体の最上部に設けられＴＭＤとして機能する制振装置と、
前記設置面と前記ラック構造体との間に設けられた免震装置と、を有し、
前記免震装置は、前記設置面の上部に設けられ、一の水平方向に沿って下側に凸となるＶ字形状に傾斜した下部摺動面を有する下部案内部と、
前記ラック構造体の底部に設けられ、前記一の水平方向に直交する他の水平方向に沿って上側に凸となる逆Ｖ字形状に傾斜した上部摺動面を有する上部案内部と、
前記下部摺動面と前記上部摺動面との間に配置され、前記下部摺動面に沿って前記下部案内部と前記一の水平方向に相対変位可能であるともに、前記上部摺動面に沿って前記上部案内部と前記他の水平方向に相対変位可能な摺動子と、を有することを特徴とするラック倉庫の免制振システム。
【請求項２】
前記制振装置の可動質量の固有周期は、前記免震装置が設けられず前記ラック構造体が前記設置面に固定されていると仮定した場合の前記ラック構造体の１次周期に同調していることを特徴とする請求項１に記載のラック倉庫の免制振システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設置面の上にラックを多段に連ねたラック構造体が設置されたラック倉庫の免制振システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
東日本大震災では、ラック倉庫などの物流施設において被害が多く見られた。ラック倉庫には、ラックを多段に連ねたラック構造体が設けられているが、被害はラック構造体そのものの被害よりも、ラック構造体に収容された収容物の荷崩れや落下による被害のほうが多いことが判明している。
収容物は、パレットに収容された状態でラックに載置されており、収容物の荷崩れや落下が生じる条件は、パレットの加速度が約５００ｇａｌを超えているかどうかにある。このため、地震が生じた際に、収容物を収容する各パレットの加速度を低減させる対策が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。例えば、ラック構造体にＴＭＤ（チューンドマスダンパ）やマスダンパを設けてラック倉庫を制振構造とする対策や、ラック構造体と設置面との間に転がり支承、粘性ダンパおよび水平ばねを設けてラック倉庫を免震構造とする対策が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１４１３１４号公報
【特許文献２】特開２０１６−０５６００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラック倉庫は、塔状比（構造物の幅方向の長さに対する高さ方向の長さの比）が大きい独立構造のため、揺れやすい構造となっている。このため、ラック構造体を上記のように制振構造や免震構造としても、ラック倉庫の頂部の揺れは制振構造や免震構造ではないラック倉庫と比べて最大でも１／３〜１／２程度しか低減させることができない。
ラック倉庫にＴＭＤを設けて制振構造としても、ＴＭＤのみでは、長周期成分が卓越する地震波に対しては制振効果があるが、パルスなどの短周期成分が卓越する地震波に対しては、あまり制振効果を期待できない。
ラック倉庫に免震支承を設けて免震構造としても、免震層に剛性を有する水平ばねが設けられていると、短周期化してしまい地震波の特性によっては十分な免震効果が得られなかったり、共振したりすることがある。
【０００５】
そこで、本発明は、ラック倉庫の高さ方向の全体にわたり地震による加速度を低減させることができるとともに、入力地震波の特性によらず加速度を低減させることができるラック倉庫の免制振システム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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るラック倉庫の免制振システムは、設置面の上にラックを多段に連ねたラック構造体が設置されたラック倉庫の免制振システムにおいて、前記ラック構造体の最上部に設けられＴＭＤとして機能する制振装置と、前記設置面と前記ラック構造体との間に設けられた免震装置と、を有し、前記免震装置は、前記設置面の上部に設けられ、一の水平方向に沿って下側に凸となるＶ字形状に傾斜した下部摺動面を有する下部案内部と、前記ラック構造体の底部に設けられ、前記一の水平方向に直交する他の水平方向に沿って上側に凸となる逆Ｖ字形状に傾斜した上部摺動面を有する上部案内部と、前記下部摺動面と前記上部摺動面との間に配置され、前記下部摺動面に沿って前記下部案内部と前記一の水平方向に相対変位可能であるともに、前記上部摺動面に沿って前記上部案内部と前記他の水平方向に相対変位可能な摺動子と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、ラック構造体の最上部にＴＭＤとして機能する制振装置が設けられ、設置面とラック構造体との間に免震装置が設けられている。これにより、地震が生じた際には、免震装置が主にラック構造体における構造重心よりも下側の領域の加速度を低減させ、制振装置が主にラック構造体における構造重心よりも上側の領域の加速度を低減させることができる。その結果、本発明のラック倉庫の免制振システムでは、ラック構造体の高さ方向の全体にわたって加速度を低減させることができる。
【０００８】
制振装置と免震装置とを併用することにより、ラック倉庫のような剛性の小さい構造物であっても所定の剛性を有する構造物と同様の効果を奏することができる。
制振装置と免震装置とを併用することにより、制振装置のみでは効果が小さい地震波に対しても大きな応答低減効果を得ることができる。
【０００９】
免震装置は、傾斜面を利用してラック構造体を原位置に復元させることができるため、復元ばねを設ける必要がなく、バネ剛性を持たない構成となる。これにより、免震装置は、入力地震波の特性による影響を受けにくい構成となり、地震波と共振することもないため、入力地震波の特性にかかわらず加速度を低減させることができて、免震効果を発揮することができる。
免震装置が固有周期をもたない構成となるため、制振装置の諸元を免震装置の固有周期を考慮せずに容易に決定することができる。
免震装置は、摺動子が下部案内部と一の水平方向に対して相対変位可能であるとともに、上部案内部と一の水平方向に直交する他の水平方向に対して相対変位可能であることにより、ラック倉庫特有の偏荷重や荷重変動があったとしても、ラック構造体における設置面に対するねじれを抑制することができ、安定した応答低減効果を発揮することができる。
【００１０】
また、本発明に係るラック倉庫の免制振システムでは、前記制振装置の可動質量の固有周期は、前記免震装置が設けられず前記ラック構造体が前記設置面に固定されていると仮定した場合の前記ラック構造体の１次周期に同調していてもよい。
このような構成とすることにより、免震装置の特性に影響されずに、制振装置の諸元を容易に設定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ラック倉庫の高さ方向の全体にわたり地震による加速度を低減させることができるとともに、入力地震波の特性によらず加速度を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態によるラック倉庫の免制振システムの一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の制振装置を説明する模式図である。
【図３】（ａ）本発明の実施形態の免震装置の分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の摺動子を下側から見た斜視図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態の免震装置をＹ方向から見た図、（ｂ）は本発明の実施形態の免震装置をＸ方向から見た図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態の免震装置の可動子が下部案内部に対してＸ方向に移動した様子を説明する図、（ｂ）本発明の実施形態の免震装置の可動子が下部案内部に対してＹ方向に移動した様子を説明する図である。
【図６】免制振構造のラック倉庫、制振構造のラック倉庫、非免震・非制振構造のラック倉庫における地震波ごとの応答加速度を示すグラフである。
【図７】免制振構造のラック倉庫、制振構造のラック倉庫、非免震・非制振構造のラック倉庫における地震波ごとの応答変位を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態によるラック倉庫の免制振システムについて、図１乃至図７に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム１は、自動ラック倉庫などのラック１１が上下方向に多段に連ねられたラック構造体１２が設置されたラック倉庫１３に設けられている。ラック倉庫１３には、ラック構造体１２が載置されたＲＣマット１４が設けられている。ＲＣマット１４は、ラック倉庫１３の床面（設置面）１５の上方に配置されている。ＲＣマット１４とラック倉庫１３の床面１５との間には免震層１６が形成され、ラック倉庫の免制振システム１の免震装置３が配置されている。ラック１１には、例えばパレットに収容された収容物が収納される。
【００１４】
ラック倉庫の免制振システム１は、ラック構造体１２の最上部に設けられたＴＭＤとして機能する制振装置２と、免震層１６に設けられた免震装置３と、を有している。本実施形態では、複数の同じ形態の制振装置２、２…がラック構造体１２の最上部に設けられ、複数の同じ形態の免震装置３，３…が免震層１６に設けられている。
【００１５】
図２に示すように、制振装置２は、ラック構造体１２に固定された固定部２１と、固定部２１に支持され固定部２１と水平方向に相対移動可能な可動質量２２と、固定部２１と可動質量２２との間に配置され、固定部２１に対する可動質量２２の相対振動を許容しつつこの相対振動を減衰させる減衰部２３と、固定部２１と可動質量２２との間に減衰部２３と並列に配置され、固定部２１に対する可動質量２２の相対振動を許容しつつ可動質量２２を付勢する水平ばね２４と、を有している。
【００１６】
固定部２１は、ラック構造体１２に対して変位しないように固定されている。固定部２１は、可動質量２２を水平方向に移動可能に支持するスライダ２１１を有している。
可動質量２２は、本実施形態では有効質量の３％以上に設定されている。
減衰部２３は、オイルダンパや粘弾性ゴムなどを用いた減衰装置で構成され、本実施形態では、減衰定数は１０％程度に設定されている。
【００１７】
本実施形態では、床面とＲＣマットとの間に免震層が設けられ、免震層に本実施形態の免震装置３と同様の免震装置が設けられた場合の傾斜免震構造のラック構造体の固有周期と、床面とＲＣマットとの間に免震層が設けられず本実施形態の免震装置３が設けられていない場合の非免震構造のラック構造体の固有周期とは、同一であるものとしている。このため、制振装置２の諸元（可動質量２２、減衰部２３、水平ばね２４などの諸元）は、上記の非免震構造のラック構造体の固有周期を基にして設定されている。制振装置２の可動質量２２の諸元は、上記の非免震構造のラック構造体の１次周期に同調するように設定されている。
【００１８】
図３および図４に示すように、免震装置３は、ラック倉庫１３の床面１５（図４参照）に固定された下部案内部４と、ＲＣマット１４（図４参照）の底部に固定された上部案内部５と、下部案内部４と上部案内部５との間に配置された摺動子６と、を有している。図４は、図３と比べて後述のＸ方向およびＹ方向の寸法を小さくした図となっている。
【００１９】
下部案内部４は、摺動子６が摺動する下部摺動面４１を有する本体部４２と、本体部４２の下部に連結されてラック倉庫１３の床面１５に固定される固定部４３（図４参照）と、を有している。
本体部４２は、長尺の略直方体となるブロック状に形成され、一の水平方向に延びる向きに配置されている。一の水平方向をＸ方向とし、一の水平方向に直交する他の水平方向をＹ方向とする。本体部４２の上面は、Ｘ方向に沿ってＸ方向の略中央部が下側に凸となる略Ｖ字形状の傾斜面に形成されている。この本体部４２の上面が下部摺動面４１となっている。下部摺動面４１の略中央部の屈曲している部分を下部屈曲部４１１とする。また、下部摺動面４１のうち、下部屈曲部４１１からＸ方向の一方側を第１下部摺動面４１２とし、下部屈曲部４１１からＸ方向の他方側を第２下部摺動面４１３とする。
【００２０】
第１下部摺動面４１２および第２下部摺動面４１３は、それぞれ平面となる傾斜面に形成されている。第１下部摺動面４１２および第２下部摺動面４１３の水平面に対する傾斜角は、互いに同じ値（傾斜角θ）に設定されている。
第１下部摺動面４１２および第２下部摺動面４１３には、摺動子６との摩擦を低減させるようにテフロン（登録商標）などの滑り材がそれぞれ設けられている。
本体部４２のＹ方向の両側の端面４２１，４２１は、それぞれＹ方向を向く略垂直面となるように形成されている。
【００２１】
固定部４３は、板状に形成され、板面が水平面となる向きで本体部４２の下面と接合されている。固定部４３は、本体部４２よりもＸ方向およびＹ方向に大きい略長方形状に形成され、本体部４２よりもＸ方向およびＹ方向に突出している。固定部４３は、ラック倉庫１３の床面１５に固定されている。
【００２２】
上部案内部５は、摺動子６が摺動する上部摺動面５１を有する本体部５２と、本体部５２の上部に連結されてＲＣマット１４に固定される固定部５３（図５参照）と、を有している。
本体部５２は、長尺の略直方体となるブロック状に形成され、Ｙ方向に延びる向きに配置されている。本体部５２の下面は、Ｙ方向に沿ってＹ方向の略中央部が上側に凸となる略逆Ｖ字形状の傾斜面に形成されている。この本体部５２の下面が上部摺動面５１となっている。上部摺動面５１の略中央部の屈曲している部分を上部屈曲部５１１とする。また、上部摺動面５１のうち、上部屈曲部５１１からＹ方向の一方側を第１上部摺動面５１２とし、上部屈曲部５１１からＹ方向の他方側を第２上部摺動面５１３とする。
【００２３】
第１上部摺動面５１２および第２上部摺動面５１３は、それぞれ平面となる傾斜面に形成されている。第１上部摺動面５１２および第２上部摺動面５１３の水平面に対する傾斜角は、互いに同じ値（傾斜角θ）に設定されている。この傾斜角θは、第１下部摺動面４１２および第２下部摺動面４１３の水平面に対する傾斜角θと同じ値となっている。
第１上部摺動面５１２および第２上部摺動面５１３には、摺動子６との摩擦を低減させるようにテフロン（登録商標）などの滑り材がそれぞれ設けられている。
本体部５２のＸ方向の両側の端面５２１，５２１は、それぞれＸ方向を向く略垂直面となるように形成されている。
【００２４】
固定部５３は、板状に形成され、板面が水平面となる向きで本体部５２の上面と接合されている。固定部５３は、本体部５２よりもＸ方向およびＹ方向に大きい略長方形状に形成され、本体部５２よりもＸ方向およびＹ方向に突出している。固定部５３は、ＲＣマット１４の下面に固定されている。
【００２５】
このような下部案内部４と上部案内部５とは、上下方向に間をあけて重なるように配置され、下部案内部４と上部案内部５とが上下方向に重なる交差部１０に摺動子６が配置されている。
【００２６】
摺動子６は、本体部６１と、下部案内部４とのＹ方向の相対変位を防止する下部ガイド部６２と、上部案内部５とのＸ方向の相対変位を防止する上部ガイド部６３と、を有している。
本体部６１は、平面視形状（上方から見た形状）が略正方形となるブロック状に形成されている。
一対の下部ガイド部６２，６２は、互いにＹ方向に間隔をあけて配置されている。一対の下部ガイド部６２，６２の間隔は、下部案内部４の本体部４２のＹ方向の寸法よりもやや大きく形成されている。一対の下部ガイド部６２，６２における互いにＹ方向に対向する内側面６２１，６２１は、鉛直面に形成されている。
本体部６１の下面のうちの一対の下部ガイド部６２，６２の間の領域全体に下部摺動面４１と当接する下部当接面６４が形成されている。
【００２７】
下部当接面６４は、Ｘ方向に沿ってＸ方向の略中央部が下側に凸となる略Ｖ字形状の傾斜面に形成されている。この下部当接面６４のＸ方向の略中央部の屈曲している部分を下部屈曲部６４１とする。
また、下部当接面６４のうち、下部屈曲部６４１よりもＸ方向の一方側を第１下部当接面６４２とし、下部屈曲部６４１よりもＸ方向の他方側を第２下部当接面６４３とする。
第１下部当接面６４２および第２下部当接面６４３には、それぞれテフロン（登録商標）などの滑り材がそれぞれ設けられている。
【００２８】
一対の上部ガイド部６３，６３は、互いにＸ方向に間隔をあけて配置されている。一対の上部ガイド部６３，６３の間隔は、上部案内部５の本体部５２のＸ方向の寸法よりもやや大きく形成されている。一対の上部ガイド部６３，６３における互いにＸ方向に対向する内側面６３１，６３１は、鉛直面に形成されている。
本体部６１の下面のうちの一対の上部ガイド部６３，６３の間の領域全体に上部摺動面５１と当接する上部当接面６５が形成されている。
【００２９】
上部当接面６５は、Ｙ方向に沿ってＸ方向の略中央部が上側に凸となる略逆Ｖ字形状の傾斜面に形成されている。この上部当接面６５のＹ方向の略中央部の屈曲している部分を上部屈曲部６５１とする。
また、上部当接面６５のうち、上部屈曲部６５１よりもＹ方向の一方側を第１上部当接面６５２とし、上部屈曲部６５１よりもＹ方向の他方側を第２上部当接面６５３とする。
第１上部当接面６５２および第２上部当接面６５３には、それぞれテフロン（登録商標）などの滑り材がそれぞれ設けられている。
【００３０】
本体部６１は、下部案内部４の上側に配置されると、下部当接面６４が下部案内部４の下部摺動面４１と当接し、一対の下部ガイド部６２，６２が下部案内部４の本体部４２のＹ方向の両側方に配置される。一対の下部ガイド部６２，６２それぞれの内側面６２１，６２１は、下部案内部４の本体部４２のＹ方向の両側の端面４２１，４２１と対向している。本実施形態では、一対の下部ガイド部６２，６２それぞれの内側面６２１，６２１に滑り材６２２，６２２が設けられていて、滑り材６２２，６２２が下部案内部４の本体部４２の端面４２１，４２１と当接している。
本体部６１は、上部案内部５の下側に配置されると、上部当接面６５が上部案内部５の下部摺動面４１と当接し、一対の上部ガイド部６３，６３が上部案内部５の本体部５２のＸ方向の両側方に配置される。一対の上部ガイド部６３，６３それぞれの内側面６３１，６３１は、上部案内部５の本体部５２のＸ方向の両側の端面５２１，５２１と対向している。本実施形態では、一対の上部ガイド部６３，６３それぞれの内側面６３１，６３１に滑り材６３２，６３２が設けられていて、滑り材６３２，６３２が上部案内部５の本体部５２の端面５２１，５２１と当接している。
【００３１】
このような構成の免震装置３は、図５示すように、地震が生じてラック倉庫１３の床面１５とＲＣマット１４とが水平方向に相対変位すると、ラック倉庫１３の床面１５に設けられた下部案内部４とＲＣマット１４に設けられた上部案内部５との相対変位に追従して摺動子６が下部摺動面４１および上部摺動面５１を摺動する。図５は、図４と同様に図３と比べて後述のＸ方向およびＹ方向の寸法を小さくした図となっている。
【００３２】
図３に示すように免震装置３の初期状態（通常時）では、摺動子６は下部案内部４および上部案内部５に対して原位置に配置されている。原位置に配置された摺動子６は、第１下部当接面６４２が下部案内部４の第１下部摺動面４１２と当接し、第２下部当接面６４３が下部案内部４の第２下部摺動面４１３と当接し、第１上部当接面６５２が上部案内部５の第１上部摺動面５１２と当接し、第２上部当接面６５３が上部案内部５の第２上部摺動面５１３と当接している。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、摺動子６は、下部案内部４に対して原位置からＸ方向の一方側に移動すると、第１下部当接面６４２が第１下部摺動面４１２と当接しているが、第２下部当接面６４３が第２下部摺動面４１３から離間した状態で第１下部摺動面４１２を上るように下部摺動面４１を摺動する。摺動子６は、下部案内部４に対して原位置からＸ方向の他方側に移動すると、第２下部当接面６４３が第２下部摺動面４１３と当接しているが、第１下部当接面６４２が第１下部摺動面４１２から離間した状態で第２下部摺動面４１３を上るように下部摺動面４１を摺動する。
【００３４】
図５（ｂ）に示すように、摺動子６は、上部案内部５に対して原位置からＹ方向の一方側に移動すると、第１上部当接面６５２が第１上部摺動面５１２と当接しているが、第２上部当接面６５３が第２上部摺動面５１３から離間した状態で第１上部摺動面５１２を下るように上部摺動面５１を摺動する。摺動子６は、上部案内部５に対して原位置からＹ方向の他方側に移動すると、第２上部当接面６５３が第２上部摺動面５１３と当接しているが、第１上部当接面６５２が第１上部摺動面５１２から離間した状態で第２上部摺動面５１３を下るように上部摺動面５１を摺動する。
【００３５】
このように摺動子６は、下部案内部４および上部案内部５に対して上ったり下ったりすることで高さ寸法が変化することになる。しかしながら、本実施形態では、免震層１６に設けられた複数の免震装置３は、それぞれの傾斜角θが同じ値であるため、地震が生じてそれぞれの下部案内部４と上部案内部５とが水平方向に相対変位しても、免震装置３それぞれの上端部は同じ高さとなり、免震装置３それぞれの下端部は同じ高さに配置される。これにより、ラック倉庫１３の床面１５とＲＣマット１４とが水平方向に相対変位しても、ＲＣマット１４が水平に維持される。
【００３６】
免震装置３では、摺動子６と下部案内部４とがＸ方向に相対変位すると、摺動子６が下部案内部４の下部摺動面４１を上るように下部案内部４と相対変位するため、摺動子６と下部案内部４との相対変位がポテンシャルエネルギー（位置エネルギー）として蓄積され、摺動子６が原位置に復元するための復元力（傾斜復元力）となる。摺動子６と上部案内部５とがＹ方向に相対変位すると、上部案内部５が摺動子６の上部当接面６５の傾斜面を上るように摺動子６と相対変位するため、摺動子６と上部案内部５との相対変位がポテンシャルエネルギー（位置エネルギー）として蓄積され、摺動子６が原位置に復元するための復元力（傾斜復元力）となる。
上部案内部５に作用する鉛直荷重をＷとすると、傾斜復元力（水平力）Ｆは水平面に対する傾斜角θ、傾斜面の摩擦係数μとして下式で表される。
Ｆ＝Ｗｔａｎθ＝（０．１〜０．４）μＷ＝（０．０１〜０．０４）Ｗ
μＷは、摩擦力を示している。
【００３７】
上記の免震装置３は、免震層１６に予引張力Ｆの定荷重ばねを設置した場合と同じであり、免震層１６の変位量によらず一定の復元力Ｆが作用することになる。ｔａｎθ≧μであれば残留変位を完全に除去することができるが、例えば、出願人が出願した特願２０１１−２０１８７３に開示されているように、予引張力Ｆが摩擦力μＷの１／２〜１／１０倍に相当する値であっても残留変位を略なくすことができる。
ラック構造体１２の高さ、ラック倉庫１３の構造形式などによって摩擦係数を調整する必要があるが、本実施形態では、低摩擦材を使用することにより、μ≦０．０６としている。
【００３８】
上述したように、本実施形態では、制振装置２の諸元（可動質量２２、減衰部２３、水平ばね２４などの諸元）は非免震構造のラック構造体の固有周期を基にして設定されている。
そこで、床面とＲＣマットとの間に免震層が設けられ、免震層に本実施形態の免震装置３と同様の免震装置が設けられた場合の傾斜免震構造のラック構造体の固有周期と、床面とＲＣマットとの間に免震層が設けられず本実施形態の免震装置３が設けられていない場合の非免震構造のラック構造体の固有周期とを比較する解析を行った。
【００３９】
解析条件としては、ラック構造体のラックの全段数を１３段（高さ：２０ｍ、１３段目の高さ：約１８ｍ））とし、質量を９２４ｔ（ラック構造体の自重：７０ｔ＋収容物の最大重量３５０ｔ＋ＲＣマットの重量約５００ｔ）とし、各質点の自由度は、１方向並進のみ可能とする。
【００４０】
下表に示すように、非免震構造のラック倉庫と、傾斜免震構造のラック倉庫では、固有周期が一致することがわかる。このため、本実施形態では、制振装置２の諸元を、非免震構造のラック構造体の固有周期を基に設定すれば、傾斜免震構造のラック構造体の固有周期を基に設定した値と同じ値となることがわかる。
【００４１】
【表１】
2018131317.tif 000003
【００４２】
次に、上述したラック倉庫の免制振システム１の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態によるラック倉庫の免制振システム１では、ラック構造体１２の最上部にＴＭＤとして機能する制振装置２が設けられ、設置面とラック構造体１２との間に免震装置３が設けられている。これにより、地震が生じた際には、免震装置３が主にラック構造体１２における構造重心よりも下側の領域の加速度を低減させ、制振装置２が主にラック構造体１２における構造重心よりも上側の領域の加速度を低減させることができる。その結果、本発明のラック倉庫の免制振システム１では、ラック構造体１２の高さ方向の全体にわたって加速度を低減させることができる。
【００４３】
制振装置２と免震装置３とを併用することにより、ラック倉庫１３のような剛性の小さい構造物であっても所定の剛性を有する構造物と同様の効果を奏することができる。
制振装置２と免震装置３とを併用することにより、制振装置２のみでは効果が小さい地震波に対しても大きな応答低減効果を得ることができる。
【００４４】
免震装置３は、傾斜面を利用してラック構造体１２を原位置に復元させることができるため、復元ばねを設ける必要がなく、バネ剛性を持たない構成となる。これにより、免震装置３は、入力地震波の特性による影響を受けにくい構成となり、地震波と共振することもないため、入力地震波の特性にかかわらず加速度を低減させることができて、免震効果を発揮することができる。
免震装置３が固有周期をもたない構成となるため、制振装置２の諸元を免震装置３の固有周期を考慮せずに容易に決定することができる。
特に、本実施形態では、制振装置２の可動質量２２の固有周期は、本実施形態のような免震装置３が設けられずＲＣマットが床面に固定された非免震構造のラック構造体の１次周期に同調するように設定すればよいため、免震装置３の特性の影響がなく制振装置２の諸元を容易に設定することができる。
【００４５】
免震装置３は、摺動子６が下部案内部４とＸ方向に対して相対変位可能であるとともに、上部案内部５とＹ方向に対して相対変位可能であることにより、ラック倉庫１３に特有の偏荷重や荷重変動があったとしても、ラック構造体１２におけるラック倉庫１３の床面１５に対するねじれを抑制することができ、安定した応答低減効果を発揮することができる。
【００４６】
上述した本実施形態によるラック倉庫の免制振システム１が設けられた免制振構造のラック倉庫、本実施形態の制振装置２と同様の制振装置が設けられ免震装置は設けられていない制振構造のラック倉庫、および、制振装置および免震装置ともに設けられていない非免震・非制振構造のラック倉庫それぞれについて、地震時の応答加速度および応答変位を算出し、これらを比較する解析を行った。
【００４７】
解析条件としては、ラック構造体のラックの全段数を１３段（高さ：２０ｍ、１３段目の高さ：約１８ｍ））とし、質量を９２４ｔ（ラック構造体１２の自重：７０ｔ＋収容物の最大重量３５０ｔ＋ＲＣマット１４の重量約５００ｔ）とし、各質点の自由度は、１方向並進のみ可能、加振方向は、水平方向のうちの収容物がラックに収容される方向とする。
地震波は、標準３波（エルセントロ波、ＴＡＦＴ波、八戸波、５０ｋｉｎｅ標準化）、告示波（関東位相、神戸位相、ランダム位相）、東京湾北部地震（人工波）、および熊本本震の８の地震波とした。
制振装置の有効質量を３％とし、減衰定数を１０％とする。
【００４８】
図６より、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム１が設けられた免制振構造のラック倉庫では、他の構造のラック倉庫と比べてラック倉庫の低層部から高層部にわたって応答加速度を低減できることが確認できる。
図７より、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム１が設けられた免制振構造のラック倉庫では、他の構造のラック倉庫と比べてラック倉庫の低層部と高層部との応答変位の差を低減できることが確認できる。
【００４９】
また、制振装置２のみを設けた制振構造のラック倉庫では、地震波の特性によっては応答加速度を低減できないことがあるが、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム１が設けられた免制振構造のラック倉庫では、地震波の特性の影響が小さく応答加速度を低減できることが確認できる。
さらに、本解析のケースでは、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム１が設けられた免制振構造のラック倉庫であれば、ラック構造体の頂部を除き、応答加速度が荷崩れの目安となる５００ｇａｌ（５ｍ／ｓｅｃ２）以下となることが確認できる。なお、本解析では、制振装置の有効質量を３％としているが、有効質量の比率を大きくすることでラック構造体の頂部の応答加速度についても５００ｇａｌ（５ｍ／ｓｅｃ２）以下とすることが可能となる。
【００５０】
以上、本発明によるラック倉庫の免制振システム１の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、ラック倉庫１３に対して同じ形態の制振装置２が複数設けられ、同じ形態の免震装置３が複数設けられているが、制振装置２および免震装置３が設けられる数は適宜設定されてよい。また、例えば諸元の異なる複数の制振装置２や複数の免震装置３がラック倉庫１３に設けられていてもよい。
また、上記の実施形態では、可動質量２２の固有周期は、免震装置３が設けられずＲＣマット１４がラック倉庫１３の床面１５に固定されていると仮定した場合のラック構造体１２の１次周期に同調する値に設定されているが、これ以外の値に設定されてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  ラック倉庫の免制振システム
２  制振装置
３  免震装置
４  下部案内部
５  上部案内部
６  摺動子
１１  ラック
１２  ラック構造体
１３  ラック倉庫
１４  ＲＣマット
１５  床面（設置面）
１６  免震層
２２  可動質量
４１  下部摺動面
５１  上部摺動面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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