(57)【要約】【課題】設置スペースが小さく、高い施工精度を必要とせず、建築物のジャッキアップが不要で作業時間が短かく、しかも、微小なゆれにも対応することができ、あらゆる方向の揺れ対しても免震効果を発揮し得る免震支承体を提供する。【解決手段】下側フランジ１４と、上側フランジ１３と、下側フランジ１４及び上側フランジ１３の間に挟持されたゴム層と金属板との積層体からなる支承材１２とによって支承体１０を構成し、この支承体１０の下側フランジ１４及び上側フランジ１３の周囲に４個の免震ダンパ２０を設ける。免震ダンパ２０は上側バー２１と下側バー２２と連結カバー２３とによって構成し、連結カバー２３と上側バー２１及び下側バー２２との間には、天然ゴムからなる減衰材２４を緊密に充填する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支承材と該支承材を挟持する上側フランジ及び下側フランジとを有する支承体と、
前記上側フランジに固定され前記上側フランジから下方に向けて延設された上側バー、前記下側フランジに固定され前記下側フランジから上方に向けて延設された下側バー、及び前記上側バー及び前記下側バーの相互に隣接する隣接部分を緊密に連結保持する連結部とを有する免震ダンパと
を備えた免震支承体。
【請求項２】
前記免震ダンパの前記連結部は、前記上側バー及び前記下側バーの前記隣接部分を覆う連結カバーと、前記隣接部分及び前記連結カバーの間に緊密に充填された減衰材とを備えている請求項１記載の免震支承体。
【請求項３】
前記免震ダンパの前記減衰材は、ゴム又はポリウレタンを含有している請求項２記載の免震支承体。
【請求項４】
前記連結カバーは、金属又はＦＲＰからなる請求項２又は３記載の免震支承体。
【請求項５】
前記支承材は、ゴムと金属との積層構造を有している請求項１乃至４の何れかに記載の免震支承体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、免震支承体に関し、更に詳しくは、住宅、ビル、橋梁等の建築物に使用される免震支承体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、住宅、ビル、橋梁等の建築物に使用される免震支承体として、特許文献１に開示されているものや、図４の斜視図に示すものが知られている。この免震支承体は、同図に示すように、建築物の基礎１１上の固定板１１ａに固定された支承体１０と、４個のＵ字型の免震ダンパ１６とを備え、支承体１０は、固定板１１ａ上に固定された下側フランジ１４と、梁１５が固定される上側フランジ１３と、下側フランジ１４及び上側フランジ１３の間に挟持されるゴム及び金属板の積層体からなる支承材１２とを有している。この免震支承体では、支承体１０は建築物の荷重を支承し、４個の免震ダンパ１６は地震の揺れを減衰させるように機能する。
【０００３】
図４の免震支承体は、支承体１０と免震ダンパ１６とを建築物の下部の同じ位置に設けた一体タイプであるが、特許文献１の図６に開示されているように、支承体１０と免震ダンパ１６とが別々に設けられる別置きタイプもある。図５は支承体と免震ダンパとが別々に設けられる場合の免震ダンパを示す斜視図である。この免震ダンパ１６は、基礎等の上に固定された下側固定板１８と、梁等が固定される上側固定板１７との間に取り付けられる。図５に示すように、４個の免震ダンパ１６の中心部分には支承体が存在しないため、免震ダンパ１６の大きさや配置を自由に設計することができる。
【０００４】
しかし、上述の一体タイプの免震支承体では、複数の免震ダンパ１６が支承体１０の外側に突出しているため、設置に大きなスペースが必要である。また、別置きタイプの免震支承体では、支承体と免震ダンパ１６とを別々に設けることが必要なため、この場合も設置のための大きなスペースが必要となる。
【０００５】
また、一体タイプの免震支承体に、Ｕ字型の免震ダンパを設置する場合、この免震ダンパの設置位置や設置方向などの施工精度が要求され、設置のための作業時間が長くなるという欠点がある。また、別置きタイプの免震支承体を設置する場合も、支承体と免震ダンパとを別々に設置しなけらばならず、作業時間を要するという欠点がある。更に、免震ダンパを取り替える場合も、上記と同様に施工精度が要求され非常に作業時間を要することとなる。特に、現地での取替え作業は、建物の下に設置されている免震ダンパに相当な鉛直荷重がかかっているため、支承体と免震ダンパは相当沈下している。そのため、その上の建築物をジャッキアップしてその鉛直荷重を支えなければ免震ダンパを取り外すことさえ不可能である。
【０００６】
加えて、Ｕ字型の免震ダンパは、鋼材の曲げ降伏による履歴減衰のみのため、降伏するまでの変位量が必要となり、微小変形時のエネルギー吸収ができないという欠点がある。
【０００７】
そこで、特許文献２に記載されているように、複数の弾塑性部材を彎曲状に設けるとともに、第２弾塑性部材（鉛等）を設けるなどの工夫が必要となってくる。しかし、この場合も、設置スペースは同様に大きくなってしまう。また、彎曲状の免震ダンバーの本数が少ない場合、揺れの方向によって特性が変化してしまうという欠点もある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１０４７８７号公報（図１、図１２、図１３等）
【特許文献２】
特公平７−４２７４４号公報（第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、設置スペースが小さく、高い施工精度を必要とせず、しかも建築物のジャッキアップが不要で作業時間が短かく、更に、微小なゆれにも対応することができ、あらゆる方向の揺れ対しても免震効果を発揮し得る免震支承体を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の免震支承体は、支承材と該支承材を挟持する上側フランジ及び下側フランジとを有する支承体と、前記上側フランジに固定され前記上側フランジから下方に向けて延設された上側バー、前記下側フランジに固定され前記下側フランジから上方に向けて延設された下側バー、及び前記上側バー及び前記下側バーの相互に隣接する隣接部分を緊密に連結保持する連結部とを有する免震ダンパとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このように、上側フランジに固定された上側バーと、下側フランジに固定された下側バーとの相互に隣接する隣接部分を緊密に連結保持する連結部を設けた構成により、従来のＵ字型の免震ダンパのように大きな設置面積を必要とすることなく、免震支承体を構成することが可能となる。また、免震ダンパの設置及び取り替えに際しても高い施工精度を必要とせず、しかも、建築物のジャッキアップが不要で作業時間を短縮することができる。更に、上側フランジ及び下側フランジの僅かなズレによっても減衰が生ずるため、微小なゆれに対しても免震効果を発揮する。また、上側フランジ及び下側フランジのあらゆる方向のズレに対して減衰が生ずるため、いずれの方向の揺れ対しても免震効果を発揮し得る。
【００１２】
上記構成において、前記免震ダンパの前記連結部は、前記上側バー及び前記下側バーの前記隣接部分を覆う連結カバーと、前記隣接部分及び前記連結カバーの間に緊密に充填された減衰材とを備えた構成とすることができる。
【００１３】
この構成により、地震の揺れに伴う上側バー及び下側バーと減衰材との摩擦により、振動エネルギーの吸収が効果的に行われ、免震効果が十分に発揮されることとなる。
【００１４】
ここで、前記免震ダンパの前記減衰材は、ゴム又はポリウレタンを含有していることが好ましい。この減衰材がゴムの場合は、このゴムと上側バー及び下側バーとの摩擦により、また、ポリウレタンの場合はポリウレタン自身の減衰により免震効果が発揮されることとなる。このように減衰材としてゴム又はポリウレタンを使用することにより、高い免震効果が得られる。
【００１５】
また、前記連結カバーは、金属又はＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）からなることが好ましい。連結カバーを金属又はＦＲＰで構成することにより、地震の揺れに伴って大きな減衰材の変形が生じても、連結カバーの破壊を招くことなく高い免震効果を発揮することが可能となる。
【００１６】
上記において、前記支承材は、ゴムと金属との積層構造を有していることが好ましい。この構成により、支承材としての適度な減衰効果を発揮させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明の一実施形態に係る免震支承体の側面図である。本実施形態の免震支承体は、建築物の基礎の上に固定される支承体１０を有している。この支承体１０は、例えば埋め込みボルト等によって建築物の基礎に固定された下側フランジ１４と、建築物の柱や梁が固定される上側フランジ１３と、下側フランジ１４及び上側フランジ１３の間に挟持された支承材１２とによって構成されている。本実施形態では、支承材１２はゴム層と金属板との積層体からなる。
【００１８】
また、本実施形態の免震支承体は、下側フランジ１４及び上側フランジ１３の周囲に取り付けられた４個の免震ダンパ２０を備えている。図２は図１に於けるＰ−Ｐ線矢視断面図である。図２に示すように、免震ダンパ２０は支承材１２の円周に沿って等間隔で４個設けられている。各免震ダンパ２０は、図１に示すように、上側バー２１と、下側バー２２と、連結カバー２３とを備えている。上側バー２１は金属製であり、例えばボルト、溶接等の公知の固定手段により上側フランジ１３に固定されて下方に向けて延設されている。同様に、下側バー２２も金属製であり、例えばボルト、溶接等の公知の固定手段により下側フランジ１４に固定されて上方に向けて延設されている。連結カバー２３も金属製であり、上側バー２１及び下側バー２２の相互に隣接する隣接部分を覆っている。なお、上側バー２１と上側フランジ１３との固定、及び下側バー２２と下側フランジ１４との固定は、ピンを使用して行うこともできる。ピン固定を行う場合、上側バー２１と上側フランジ１３との間、及び下側バー２２と下側フランジ１４との間では比較的自由度があるため、免震ダンパ２０の部分でのみ減衰が行われることとなる。
【００１９】
上側バー２１及び下側バー２２の直径は、本実施形態では５０ｍｍであるが、建築物の負荷に応じて２０〜５０ｍｍの範囲で適宜選択することが好ましい。また、上側バー２１及び下側バー２２の材質は、本実施形態ではＳＳ（一般構造用圧延鋼材、ＪＩＳ　Ｇ３１０１）を使用したが、ＳＭ（溶接構造用圧延鋼材、ＪＩＳ　Ｇ３１０６）、ＳＮ（建築構造用圧延鋼材、ＪＩＳ　Ｇ３１３６）等を使用することもできる。更に、本実施形態では免震ダンパ２０の数は４個としたが、建築物の重量などに応じて免震ダンパ２０の数を増減することが可能である。
【００２０】
図３は図１に於ける免震ダンパ２０の一つを拡大した図である。図３に示すように、連結カバー２３は上側バー２１及び下側バー２２を取り囲み、連結カバー２３と上側バー２１及び下側バー２２との間には、減衰材２４が緊密に充填されている。本実施形態では、上側バー２１と下側バー２２との相互に隣接する隣接部分と、減衰材２４と、この隣接部分を緊密に連結保持する連結カバー２３とによって連結部２５が構成されている。
【００２１】
このような連結部２５は、例えば、後述するように減衰材２４の材質としてゴムを使用する場合、上側バー２１及び下側バー２２の相互に隣接する隣接部分と同じ長さを有するとともに、上側バー２１及び下側バー２２を挿入するための２つの穴を有する円柱又は楕円柱状のゴムを予め連結カバー２３内に挿入しておき、これに上側バー２１及び下側バー２２を挿入することにより作製することができる。その際、上側バー２１及び下側バー２２の挿入用の２つの穴の直径は、上側バー２１及び下側バー２２の直径より小さいことが好ましい。これにより、上側バー２１及び下側バー２２の相互に隣接する隣接部分をより緊密に連結保持することが可能となる。また、減衰材２４の材質としてポリウレタンを使用する場合は、上側バー２１及び下側バー２２と連結カバー２３との間にウレタンプレポリマーを充填して降下させることにより連結部２５を作製することができる。
【００２２】
減衰材２４の材質としては、上述のようにゴム又はポリウレタンを使用することができる。本実施形態の免震支承体では、せん断弾性率（せん断方向の応力とひずみとの比）Ｇ３（＝０．３Ｎ／ｍｍ２）の天然ゴムを使用した。減衰材２４として使用し得るＧの値は、Ｇ０．３０〜Ｇ１２の範囲である。
【００２３】
本実施形態の免震支承体を実際に建築現場に設置したところ、図１の従来のＵ字型の免震ダンパを有する免震支承体では、設置スペースの一辺が４００〜５００ｍｍ（１６００ｃｍ２〜２５００ｃｍ２）あったが、本実施形態の免震支承体では一辺が２００ｍｍ（４００ｃｍ２）程度となり、約４分の１〜６分の１まで省スペース化を図ることが可能となった。
【００２４】
また、設置に要する作業時間に関し、従来の免震支承体では、１個の免震支承体の取り替えに上部建物のジャッキアップが必要となり、ジャッキアップ後に２名で約２時間を要したが、本実施形態の免震支承体では、ジャッキアップが不要となり、更に１名で１時間程度の作業時間となり、非常に省力化を図ることが可能となった。
【００２５】
エネルギー吸収能力については、従来の免震支承体は、鋼材の曲げ降伏による履歴減衰のみによって免震効果が発揮されるのに対して、本実施形態の免震支承体では、鋼材の曲げ降伏による履歴減衰に加えて、鋼材とゴムの摩擦による減衰によっても免震効果が発揮されるため、従来の免震支承体より優れた免震効果が発揮される。
【００２６】
また、小地震及び風に対しては、従来の免震支承体では、Ｕ字型の免震ダンパが降伏するまでの変位（ひずみ量）が必要なため、微小変位時のエネルギー吸収は不可能であったが、本実施形態の免震支承体では、そのような微小変位時のエネルギーは、減衰材２４と上側バー２１及び下側バー２２との摩擦による減衰によって吸収することが可能となる。また、従来の免震支承体では、地震の方向によっては安定した免震効果が得られなかったが、本実施形態の免震支承体では、上部の建築構造の捩れなどの地震応答に対しても、安定した免震効果が得られることが判明した。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の免震支承体では、上側フランジに固定され上側バーと下側フランジに固定され下側バーの相互に隣接する隣接部分を緊密に連結保持する連結部を設けた構成により、従来よりも小さな面積で免震支承体を設置することが可能となる。また、免震ダンパの設置及び取り替えに際し、建築物のジャッキアップが不要となり、作業時間が短縮される。更に、上側フランジ及び下側フランジの僅かなズレによっても減衰効果が現れるため、微小なゆれに対しても機能を発揮することができる。また、上側フランジ及び下側フランジのあらゆる方向のズレに対して減衰効果が生ずるため、いずれの方向の揺れ対しても免震効果を発揮され得る。
【００２８】
更に、免震ダンパの連結部は、上側バー及び下側バーを連結カバーで覆うとともに、上側バー及び下側バーと連結カバーとの間に減衰材を緊密に充填することにより、地震の揺れに伴う上側バー及び下側バーと減衰材との摩擦によって振動エネルギーを吸収することができ、高い免震効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る免震支承体の側面図である。
【図２】図１に於けるＰ−Ｐ線矢視断面図である。
【図３】図１に於ける免震ダンパの一つの拡大図である。
【図４】従来より使用されている免震支承体の一例を示す斜視図である。
【図５】支承体と免震ダンパとが別々に設けられた従来の免震ダンパを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　支承体
１２　支承材
１３　上側フランジ
１４　下側フランジ
２０　免震ダンパ
２１　上側バー
２２　下側バー
２３　連結カバー
２４　減衰材
２５　連結部
【図１】
2004108389.tif 000003
【図２】
2004108389.tif 000004
【図３】
2004108389.tif 000005
【図４】
2004108389.tif 000006
【図５】
2004108389.tif 000007