(57)【要約】【課題】杭と構造物との間に地震や強風による構造物の揺れを抑制する振動エネルギー吸収構造を構築する。【解決手段】振動エネルギーを吸収する機構を杭１０と基礎部１２との間に設けることで、振動エネルギーを効率よく吸収できる。また、免震装置のように、積層ゴム等で構造物を支持する必要がないので、老朽化したときの改修工事が容易である。また、減衰装置３０は、一対の第２アーム３６と、一対のアーム４２で形状可変な三角形状のリンクを構成し、第１ボールジョイント４４の変位を第２ボールジョイント３８で増幅している。このため、鋼棒２０の変位が、第２ボールジョイント３８の間に設けられたダンパーにより効率良く熱に変換されて吸収される。【選択図】        図３
2004190424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に構築された杭と、
前記杭の頭部に設けられ、構造物の基礎部を回転可能に支持するピン支承と、
下端部が前記杭の頭部より下方に回動可能に連結され上端部が前記基礎部を貫通する軸力伝達部材と、
前記基礎部上に配置され、前記軸力伝達部材を介して伝達された前記基礎部と前記杭との相対変位を増幅して減衰する減衰手段と、
を有することを特徴とする振動エネルギー吸収構造。
【請求項２】
前記減衰手段の前記基礎部と前記杭との相対変位の増幅率に応じて該基礎部と該杭との連成系の剛性を増大する剛性増大手段を有することを特徴とする請求項１に記載の振動エネルギー吸収構造。
【請求項３】
前記減衰手段が、
前記軸力伝達部材の上端部が回動可能に連結された第１ジョイント部材と、
一端が前記第１ジョイント部材に回動可能に連結され、前記軸力伝達部材を間に置いて互いに離間する方向へ斜めに延出する一対の第１アームと、
前記第１アームの他端にそれぞれ連結された第２ジョイント部材と、
前記第２ジョイント部材に連結され第２ジョイント部材同士の相対移動を制限するダンパーと、
一端が第２ジョイント部材に回動可能に連結され、前記第１アームを間に置いて互いに接近する方向へ斜めに延出する一対の第２アームと、
前記第２アームの他端が連結され、基礎部上の梁又は柱へ回動可能に取付けられた第３ジョイント部材と、
で構成された減衰装置であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動エネルギー吸収構造。
【請求項４】
前記剛性増大手段が前記第２ジョイン部材同士を連結するばね材であることを特徴とする請求項３に記載の振動エネルギー吸収構造。
【請求項５】
前記減衰手段が、
前記軸力伝達部材の上端部が回動可能に連結された第４ジョイント部材と、
前記軸力伝達部材と所定の角度を持って一端が前記第４ジョイント部材に回動可能に連結された第３アームと、
前記第３アームの他端が基礎部上の梁又は柱へ回動可能に取付けられた第５ジョイント部材と、
一方が前記第４ジョイント部材に連結され他方が基礎部又は柱へ回動可能に取付けられ第４ジョイント部材の移動を制限するダンパーと、
で構成されたトグル減衰装置であることを特徴とする請求項１に記載の振動エネルギー吸収構造。
【請求項６】
前記トグル減衰装置が、梁と柱で構成される架構内に左右対称に配置され、左右の前記第４ジョイント部材がばね部材で連結されたことを特徴とする請求項５に記載の振動エネルギー吸収構造。
【請求項７】
前記軸力伝達部材が、前記基礎部と前記杭との相対変位より接触しない大きさの口径を備えた管材に収納されていることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の振動エネルギー吸収構造。
【請求項８】
地中に構築された杭と、
前記杭の頭部に設けられ、構造物の基礎部を支持する転がり支承と、
下端部が前記杭の頭部より下方に回動可能に連結され上端部が前記基礎部を貫通する軸力伝達部材と、
前記基礎部上に配置され、前記軸力伝達部材を介して伝達された前記基礎部と前記杭との相対変位を増幅して減衰する減衰手段と、
を有することを特徴とする振動エネルギー吸収構造。
【請求項９】
前記減衰手段の前記基礎部と前記杭との相対変位の増幅率に応じて該基礎部と該杭との連成系の剛性を増大する剛性増大手段を有することを特徴とする請求項８に記載の振動エネルギー吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震等により杭で支持される構造物に生じる振動を吸収する振動エネルギー吸収構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の構造設計の分野では、地震力を抑制又は制御して、地震力による建物の振動を抑制する制振・免震という考え方がある。しかし、従来、制振といえば、建物の中での制振機構、また、図１３に示すように、杭１００で基礎１０２を支持し、建物１０４と基礎１０２との間に免震装置１０６を配置する免震機構が主であり、建物を支持する杭に着目して建物に作用する振動エネルギーを吸収しようとした例が余り見られない（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、通常、杭１００と基礎１０２とは固定されており、地震が発生したとき、杭１００の頭部の拘束力で基礎１０２の揺れは小さくなるが、図１４に示すように、頭部１００Ａで曲げモーメントＭが発生して曲げ応力のため、頭部１００Ａが破損する恐れがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３０３５９０公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る事実を考慮し、杭と構造物との間に地震や強風による構造物の揺れを抑制する振動エネルギー吸収構造を構築し、効率よく振動エネルギーを吸収すること、また、揺れによる杭の頭部の破損を防止することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、地中に構築された杭と、前記杭の頭部に設けられ、構造物の基礎部を回転可能に支持するピン支承と、下端部が前記杭の頭部より下方に回動可能に連結され上端部が前記基礎部を貫通する軸力伝達部材と、前記基礎部上に配置され、前記軸力伝達部材を介して伝達された前記基礎部と前記杭との相対変位を増幅して減衰する減衰手段と、を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、地中に構築された杭の頭部にピン支承が設けられており、構造物の基礎部をこのピン支承で回転可能に支持している。このピン支承により、基礎部と頭部が同一変位を保持しながら、杭の下方と相対変位する。杭の頭部より下方には、軸力伝達部材の下端部が回動可能に連結されている。この軸力伝達部材は、基礎部上に配置された減衰手段に連結されており、減衰手段が軸力伝達部材を介して伝達される基礎部と杭との相対変位を増幅して減衰効果を向上させる。
【０００８】
このように、振動エネルギーを吸収する機構を杭と基礎部との間に設けることで、振動エネルギーを効率よく吸収できる。また、免震装置のように、積層ゴム等で構造物を支持する必要がないので、老朽化したときの改修工事が容易である。
【０００９】
さらに、ピン支承で構造物の基礎部を支持することで、杭の頭部の曲げモーメントをゼロに近づけることができる。このため、頭部と基礎部を連結することで頭部の変形は見掛け上大きくなるが、減衰手段により変形は増大せず、頭部に作用する曲げ応力は大幅に減少する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記減衰手段の前記基礎部と前記杭との相対変位の増幅率に応じて該基礎部と該杭との連成系の剛性を増大する剛性増大手段を有することを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、剛性増大手段が、減衰手段の基礎部と杭との相対変位の増幅率に応じて、基礎部と杭との連成系の剛性を増大させるので、杭が拘束され構造物の振動による変形が小さくなる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記減衰手段が、前記軸力伝達部材の上端部が回動可能に連結された第１ジョイント部材と、一端が前記第１ジョイント部材に回動可能に連結され、前記軸力伝達部材を間に置いて互いに離間する方向へ斜めに延出する一対の第１アームと、前記第１アームの他端にそれぞれ連結された第２ジョイント部材と、前記第２ジョイント部材に連結され第２ジョイント部材同士の相対移動を制限するダンパーと、一端が第２ジョイント部材に回動可能に連結され、前記第１アームを間に置いて互いに接近する方向へ斜めに延出する一対の第２アームと、前記第２アームの他端が連結され、基礎部上の梁又は柱へ回動可能に取付けられた第３ジョイント部材と、で構成された減衰装置であることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、一対の第２アームの他端を、柱又は梁に回転可能に取付けられた第３ジョイント部材で連結し、第２アームの一端に取付けられた第２ジョイント部材をダンパーで連結することで、第２アームとダンパーで形状可変な三角形状のリンクを構成している。
【００１４】
また、一対の第１アームの一端を第１ジョイント部材で連結し、第１アームの他端を第２ジョイント部材に連結することで、第１アームとダンパーにより形状可変な三角形状のリンクを構成している。
【００１５】
すなわち、第２アームとダンパーの三角形状のリンクの内側に、第１アームとダンパーにより三角形状のリンクが構成されている。
【００１６】
そして、第１ジョイント部材には、軸力伝達部材の上端部が連結されているため、地震等により基礎部と杭とが相対変位すると、軸力伝達部材が軸方向に変位する。
【００１７】
このため、軸力伝達部材を介して第１ジョイント部材を押し上げる、或いは引き込むような力が働く。これにより、第１ジョイント部材を中心として第１アームの角度が拡縮して、第２ジョイント部材の間隔が、基礎部と杭とが相対変位以上に増幅されて変化する。
【００１８】
すなわち、軸力伝達部材の軸方向の変位が、軸力伝達部材の直角方向の変位に変換されると共に増幅され、第２ジョイント部材の間に設けられたダンパーにより、振動エネルギーが効率良く熱に変換されて吸収される（基礎部と杭との小さな相対変位×大きな力＝第２ジョイント部材の間の大きな変位×ダンパーの小さな力）。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記剛性増大手段が前記第２ジョイン部材同士を連結するばね材であることを特徴としている。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、剛性増大手段を第２ジョイント部材同士をばね材で連結することで構成している。すなわち、ダンパーと並列にばね材を配置することで、基礎部と杭との連成系の剛性を上げている。また、ばね材に初期引張力を付与して設置すれば、基礎部と杭との連成系の剛性は更に増大する。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、前記減衰手段が、前記軸力伝達部材の上端部が回動可能に連結された第４ジョイント部材と、前記軸力伝達部材と所定の角度を持って一端が前記第４ジョイント部材に回動可能に連結された第３アームと、前記第３アームの他端が基礎部上の梁又は柱へ回動可能に取付けられた第５ジョイント部材と、一方が前記第４ジョイント部材に連結され他方が基礎部又は柱へ回動可能に取付けられ第４ジョイント部材の移動を制限するダンパーと、で構成されたトグル減衰装置であることを特徴としてる。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、第３アームと軸力伝達部材によって、トグル減衰装置が構成されている。第３アームと軸力伝達部材とがなす角度が所定の角度となるように、第４ジョイント部材で第３アームと軸力伝達部材とが連結され、この第４ジョイント部材にダンパーが連結されている。この第４ジョイント部材は、軸力伝達部材の軸方向の変位により移動する。
【００２３】
そして、地震等によって、基礎部と杭が、小さく水平方向へ或いは鉛直方向へ相対変位しても、トグル機構により、第４ジョイント部材を大きく移動させ、ダンパーを大きく変形させる。
【００２４】
このため、小さな変形×大きな力＝大きな変形×小さな力という関係が成立し、第４ジョイント部材に連結されたダンパーが小さな力によって、構造物の振動を吸収する。また、基礎部と杭の小さな変位が、大きな変位に増幅されて吸収されるので、中小の地震や風による振動も効果的に吸収することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、前記トグル減衰装置が、梁と柱で構成される架構内に左右対称に配置され、左右の前記第４ジョイント部材がばね部材で連結されたことを特徴としている。また、ばね部材に初期圧縮力を付与して設置すれば、基礎部と杭との連成系の剛性を増大させることができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、左右の第４ジョイント部材がばね部材で連結され、互いの移動を制限している。これにより、通常時には、トグル減衰装置の姿勢が保持され、必要以上に揺れない。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、前記軸力伝達部材が、前記基礎部と前記杭との相対変位より接触しない大きさの口径を備えた管材に収納されていることを特徴としている。
【００２８】
請求項７に記載の発明では、軸力伝達部材が管材に収納されているため、杭の回りを埋め戻しても又は固化しても、軸力伝達部材の動きに影響を与えない。また、管材の口径は、軸力伝達部材が移動しても接触しない大きさとされているので、軸力伝達部材を傷付けることもない。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、地中に構築された杭と、前記杭の頭部に設けられ、構造物の基礎部を支持する転がり支承と、下端部が前記杭の頭部より下方に回動可能に連結され上端部が前記基礎部を貫通する軸力伝達部材と、前記基礎部側に配置され、前記軸力伝達部材を介して伝達された前記基礎部と前記杭との相対変位を増幅して減衰する減衰手段と、を有することを特徴としている。
【００３０】
請求項８に記載の発明では、地中に構築された杭の頭部に設けられた転がり支承で基礎部が支持されており、杭の頭部と基礎部の相対変位を許容している。杭の下方には、軸力伝達部材の下端部が回動可能に連結されている。この軸力伝達部材は、基礎部側に配置された減衰手段に連結されており、軸力伝達部材を介して伝達される基礎部と杭の頭部と、杭の下方との相対変位を増幅して減衰する。
【００３１】
また、転がり支承で構造物の基礎部を支持することで、杭の頭部の曲げモーメントをゼロに近づけることができる。このため、頭部に作用する曲げ応力は大幅に減少する。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、前記減衰手段の前記基礎部と前記杭との相対変位の増幅率に応じて該基礎部と該杭との連成系の剛性を増大する剛性増大手段を有することを特徴としている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示すように、第１形態に係る振動エネルギー吸収構造は、杭１０と、この杭１０に支持される建物の基礎コンクリート１２の間に構築されている。杭１０は鋼管あるいはコンクリート杭等で、先端が軟弱地盤から支持層へ達するように打ち込まれている。なお、摩擦杭であっても、本発明の効果を発揮することができる。
【００３４】
杭１０の頭部には、ピン支承１４が配置され基礎コンクリート１２と連結されている。ピン支承１４とすることで、理論的には、図４に示す杭１０の頭部の曲げモーメントＭはゼロとなり、基礎コンクリート１２の曲げを拘束せずに、鉛直荷重を支持することになる。なお、ピン支承は杭の頭部にキャップを被せたものでも構成できる。
【００３５】
また、杭１０の頭部より下方には、取付リング１６が固定されている。取付リング１６には、ボールジョイント１８を介して軸力伝達部材としての鋼棒２０の下端部が連結されており、鋼棒２０は杭１０に対して角度を変えることができる。
【００３６】
鋼棒２０は互いに離間する方向へ斜め約４５度延びており、鋼棒２０の上端部は、基礎コンクリート１２に形成された貫通口２２を貫通している。この貫通口２２から取付リング１６の間には、フレキシブル管２４が配置されており、このフレキシブル管２４の中を鋼棒２０が通っている。これにより、杭１０の回りを薬液で固めても、鋼棒２０の動きに影響を与えない。また、フレキシブル管２４の口径は、鋼棒２０が移動しても接触しない大きさとされているので、鋼棒２０を傷付けることもない。
【００３７】
一方、基礎コンクリート１２から杭１０と同軸上に柱２６が立ち上げられ、柱２６には梁２８が架け渡され架構を形成している。この梁２８の取付プレート３４には、減衰装置３０の第３ボールジョイント３２が回転可能に支持されている。第３ボールジョイント３２には、一対の第２アーム３６の上端部が連結されている。第２アーム３６は、第３ボールジョイント３２を頂点として互いに離間する方向へ斜め下方向へ延出している。
【００３８】
第２アーム３６の下端部には第２ボールジョイント３８が取付けられている。左右の第２ボールジョイント３８をダンパー４０で連結することで、第２アーム３６とダンパー４０で形状可変な三角形状のリンクを構成している。また、ダンパー４０には、コイルばね４１が挿通されており、コイルばね４１の両端部は第２ボールジョイント３８に連結されている。
【００３９】
また、第２ボールジョイント３８には、一対の第１アーム４２の一端が連結され、第１アーム４２の他端は、第１ボールジョイント４４で連結されている。これにより、第１アーム４２とダンパー４０及びコイルばね４１により形状可変な三角形状のリンクが、第２アーム３６とダンパー４０及びコイルばね４１のリンクの内側に構成されている。
【００４０】
そして、第１ボールジョイント４４には、鋼棒２０の上端部が連結されている。なお、鋼棒２０がダンパー４０と干渉しないように、鋼棒２０の上端部分には、ループ部２０Ａが形成されており、このループ部２０Ａをダンパー４０が貫通している。
【００４１】
次に、本形態に係る振動エネルギー吸収構造の作用を説明する。
【００４２】
図３に示すように、例えば、地震等により基礎コンクリート１２が右方向へ移送すると、鋼棒２０によって右側の減衰装置３０の第１ボールジョイント４４は引き下げされ、左側の減衰装置３０の第１ボールジョイント４４は押し上げられる。
【００４３】
これにより、第１ボールジョイント４４を中心として、右側の第１アーム４２と第２アーム３６が作る角度は拡大して第２ボールジョイント３８の間隔が拡がり、左側の第１アーム４２と第２アーム３６が作る角度は縮小し第２ボールジョイント３８の間隔が縮まる。この第２ボールジョイント３８の変位量は、三角形の特質により鋼棒２０の軸方向の変位量より増幅されている。
【００４４】
このため、鋼棒２０の軸方向と直交する方向に配置されたダンパー４０により、振動エネルギーが効率良く熱に変換されて吸収される（基礎コンクリート１２と杭１０の下方との小さな相対変位×大きな力＝第２ボールジョイント３８の間の大きな変位×ダンパー４０の小さな力）。
【００４５】
また、コイルばね４１が増幅された第２ボールジョイント３８の変位量に応じて伸縮して、鋼棒２０のばね反力が増大することで、杭１０及び構造物の復元力を増大させる。
【００４６】
このように、振動エネルギー吸収構造を杭１０と基礎コンクリート１２との間に設けることで、免震装置のように積層ゴム等で構造物を支持する必要がないので、メンテナンスが容易となる。また、地下空間を有効に利用することができる。
【００４７】
また、ピン支承１４で構造物の基礎コンクリート１２を支持することで、杭１０の頭部の曲げモーメントをゼロに近づけることができる。このため、地震等により頭部の変形は大きくなるが、杭１０の頭部及び基礎コンクリート１２に作用する曲げ応力は大幅に減少する。
【００４８】
さらに、取付リング１６が設置される杭１０の中間部のモーメントも鋼棒２０の作用により杭頭には杭１０の中間部のモーメントとは逆向きのモーメントが生じ、結果として杭中間部のモーメントも小さくなる。
【００４９】
なお、本形態では、鋼棒２０を杭１０から２方向へ斜め上方向に延出させたが、４方向（平面視野にて各鋼棒２０が９０度間隔）へ延出させ、減衰装置３０を４カ所に配置するようにしてもよい。
【００５０】
また、構造物の剛性を増大させるために、コイルばね４１を設けたが、ダンパー４０のみでも構造物の振動エネルギーを吸収することができる。
【００５１】
次に、振動エネルギー吸収構造の鋼棒２０の取付方法を説明する。
【００５２】
図５（Ａ）に示すように、地中に杭１０を打ち込む地盤を掘削して箱状の溝５０を掘り下げると共に、ベントナイトＶを入れて溝５０の孔壁の崩壊を防止する。次に、図５（Ｂ）に示すように、フレキシブル管２４で保護された鋼棒２０が連結された杭１０を建て込む。
【００５３】
次に、図５（Ｃ）に示すように、ベントナイトＶに薬液を注入して固化部Ｖ１を形成して、地盤の安定を図る。溝５０を固化しても鋼棒２０はブレキシブル管２４の中にあるので支障はない。
【００５４】
最後に、図５（Ｄ）に示すように、構造物の柱２６の下端部と杭１０の頭部をピン支承１４で連結した後、地盤の上に砕石２３を敷き均し転圧する。この砕石２３の上にコンクリートを打設して基礎コンクリート１２を構築する。なお、鋼棒２０とブレキシブル管２４は基礎コンクリート１２の露出するように配置する。
【００５５】
次に、第２形態に係る振動エネルギー吸収構造を説明する。
【００５６】
図６〜図８に示すように、第２形態では、第１アーム４２，第２アーム３６、第１ボールジョイント４４，第２ボールジョイント３８、及び第３ボールジョイント３２で構成された幾何学的な変位増幅構造は第１形態と同様であるが、ダンパー８０，８２、及びコイルばね８４の配置方法が異なる。
【００５７】
すなわち、ダンパー８０はそれぞれ、第２ボールジョイント３８と第４ボールジョイント８６へ回転可能に連結されている。なお、第４ボールジョイント８６は梁２８に設けられた取付プレート９１に取付けられている。
【００５８】
また、コイルばね材８４の両端部は第２ボールジョイント３８に連結され、ダンパー８２は、基礎コンクリート１２に設けられた第５ボールジョイント８８と第２ボールジョイント３８とに回転可能に連結されている。
【００５９】
上記構成の第２形態では、変位増幅効果及び振動エネルギーを吸収するという点では、第１形態と同等であるが、ダンパーを介して第２ボールジョイント３８が構造物と連結されているので、減衰装置９０が安定した状態で保持される。
【００６０】
なお、第２ボールジョイント３８同士をダンパーで連結し、第２ボールジョイント３８と構造物側をコイルばねで連結するようにしてもよい。
【００６１】
次に、第３形態に係る振動エネルギー吸収構造を説明する。
【００６２】
図９に示すように、第３形態では、杭１０の頭部に設けられた球状の転がり支承９２で基礎コンクリート１２を支持している点を除けば、第１形態の振動エネルギー吸収構造と同一である。
【００６３】
このように転がり支承９２で基礎コンクリート１２を支持することで、杭１０と基礎コンクリート１２の相対変位を許容すると共に、杭１０の頭部の曲げモーメントをゼロに近づけることができる。このため、構造物の振動エネルギーを吸収することができ、また、地震等により基礎コンクリート１２に作用する曲げ応力を大幅に減少させることができる。
【００６４】
次に、第４実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を説明する。
【００６５】
第４実施形態では、図１０に示すように、減衰装置としてトグル減衰装置５２が利用されている。
【００６６】
トグル減衰装置５２は、鋼棒２０と第３アーム５８とが第４ボールジョイント６０で連結され交角が鈍角となっている。第３アーム５８の他端は、梁２８の取付プレート６７に回転可能に取付けられた第５ボールジョイント６６に連結されている。
【００６７】
また、基礎コンクリート１２には回転支承６４が取付けられており、この回転支承６４にダンパー６２の一端が回動可能に連結されている。ダンパー６２の他端は、第４ボールジョイント６０に連結されている。
【００６８】
このトグル減衰装置５２は、柱２６と梁２８で構成された架構の中に左右対称に配置されており、左右の第４ボールジョイント６０はばね部材６８で連結されている。このため、鋼棒２０が交差する。この交差する鋼棒２０を保護するために、分岐部が形成されたＸ形状のフレキシブル管９８を用いている。
【００６９】
次に、第４形態に係る振動エネルギー吸収構造の作用を説明する。
【００７０】
地震等により杭１０が水平方向へ移動すると、基礎コンクリート１２は相対的に水平変位する。このため、鋼棒２０によって第４ボールジョイント６０が変位する。ここで、トグル減衰装置５２の機能により、ボールジョイント１８と第５ボールジョイント６６の間の小さな変位は第４ボールジョイント６０を大きく移動させ、ダンパー６２を大きく変形させる。
【００７１】
このため、小さな変形×大きな力＝大きな変形×小さな力という関係が成立し、第４ボールジョイント６０に連結されたダンパー６２が小さな力によって、構造物の振動を吸収する。また、基礎コンクリート１２と杭１０の小さな変位が、大きな変位に増幅されて吸収されるので、中小の地震や風による振動も効果的に吸収することができる。さらに、左右の第４ボールジョイント６０がばね部材６８で連結され、基礎コンクリート１２と杭１０の連成系の剛性を増大させている。これにより、通常時には、トグル減衰装置の姿勢が保持され、必要以上に揺れない。なお、連成系とは、２つの振動系が互いにエネルギーを交換し合いながら振動する系をいう。
【００７２】
ここで、図１１の模式図を参照してトグル減衰装置の増幅機能を説明する。
【００７３】
例えば、地震等により杭１０のボールジョイント１８が左側へδ１だけ水平変位したとすると、第３アーム５８は第５ボールジョイント６６を中心に回転運動を行うため、δ１の変位量がδ２に増幅される。従って、ダンパー６２の仕事量が増加して構造物の振動エネルギーを効率よく吸収する。
【００７４】
なお、図１２に示すように、本形態で使用するばね部材６８は圧縮コイルばね７０を直接第５ボールジョイント６０に連結するのではなく、ケーシング７２とこのケーシング７２の中へスライド可能に挿入されたロッド７４とをそれぞれ第５ボールジョイント６０に連結している。ケーシング７２には軸方向へ長溝７８が形成されており、ロッド７４から張り出したピン７６が長溝７８から外側へ突出し、圧縮コイルばね７０に付勢される構成となっている。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、杭と構造物との間の相対変位を増幅して振動を吸収し、地震や強風による構造物の揺れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を示す要部の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を示す立断面図である。
【図３】第１実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を示す立断面図である。
【図４】基礎部をピン支承で支持した構造において杭の頭部が弾性変形した状態を示す説明図である。
【図５】杭に鋼棒を取付ける一連の作業手順を示した説明図である。
【図６】第２実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を示す要部の斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を示す立断面図である。
【図８】第２実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を示す立断面図である。
【図９】第３実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を示す立断面図である。
【図１０】第４実施形態に係る振動エネルギー吸収構造を示す立断面図である。
【図１１】トグル機構を説明する模式図である。
【図１２】ばね部材を示す斜視図である。
【図１３】従来の免震装置を示す立面図である。
【図１４】基礎部と杭を固定した構造において杭の頭部に作用する曲げ応力を示す説明図である。
【符号の説明】
１０    杭
１２    基礎コンクリート（基礎部）
１４    ピン支承
２０    鋼棒（軸力伝達部材）
２４    フレキシブル管（管材）
３０    減衰装置（減衰手段）
５２    トグル減衰装置（減衰手段）
６８    ばね部材
９２    転がり支承
【図１】
2004190424.tif 000003
【図２】
2004190424.tif 000004
【図３】
2004190424.tif 000005
【図４】
2004190424.tif 000006
【図５】
2004190424.tif 000007
【図６】
2004190424.tif 000008
【図７】
2004190424.tif 000009
【図８】
2004190424.tif 000010
【図９】
2004190424.tif 000011
【図１０】
2004190424.tif 000012
【図１１】
2004190424.tif 000013
【図１２】
2004190424.tif 000014
【図１３】
2004190424.tif 000015
【図１４】
2004190424.tif 000016