(57)【要約】【課題】復元装置や減衰装置を鉛直軸力から開放するための鉛直軸力開放装置を提供する。【解決手段】鉛直軸力開放装置は、シアプレートと鋼管とからなる。そして、シアプレート縁部の外周面と該鋼管縁部の内周面とが、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することで、実質的な摩擦を生じることなく、前記シアプレートと該鋼管とは高さ方向すなわち鉛直方向には互いに相対変位可能となるが、一方、前記シアプレートと該鋼管とは水平方向には実質互いに係合され、水平方向での相対変位は抑制される。更に、シアプレートと鋼管との間にマージンが形成されるため、たとえ、梁の基礎からの高さＨにマージン内の変動が生じても、復元／減衰装置は、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することが可能となる。【選択図】        図１
2005009610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎に固定された復元及び／又は減衰機能を有する復元／減衰装置の上部に固定された剛性を有する第一の部材と、
構造物の荷重を支承しないよう設計された該構造物の非支承部に固定された剛性を有する第二の部材とからなり、
前記第一の部材と前記第二の部材とは互いに分離され、且つ鉛直方向には互いに相対変位可能であるが、水平方向においては互いに相対変位不可能に係合されたことを特徴とする鉛直軸力開放装置。
【請求項２】
前記第一の部材の側縁部の外側面が、前記第二の部材の側縁部の内側面と、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することを特徴とする請求項１記載の鉛直軸力開放装置。
【請求項３】
前記第一の部材はシアプレートからなり、前記第二の部材は鋼管からなり、該シアプレートが該鋼管内に挿入されることを特徴とする請求項２記載の鉛直軸力開放装置。
【請求項４】
前記第二の部材の側縁部は、前記第一の部材の側縁部より、鉛直方向において大きな寸法を有し、該第二の部材の側縁部が、前記第一の部材の側縁部に対し、上側マージンと下側マージンとを有することを特徴とする請求項２記載の鉛直軸力開放装置。
【請求項５】
前記第二の部材の側縁部の外側面が、前記第一の部材の側縁部の内側面と、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することを特徴とする請求項１記載の鉛直軸力開放装置。
【請求項６】
前記第二の部材はシアプレートからなり、前記第一の部材は鋼管からなり、該シアプレートが該鋼管内に挿入されることを特徴とする請求項５記載の鉛直軸力開放装置。
【請求項７】
前記第一の部材の側縁部は、前記第二の部材の側縁部より、鉛直方向において大きな寸法を有し、該第二の部材の側縁部が、前記第一の部材の側縁部に対し、上側マージンと下側マージンとを有することを特徴とする請求項５記載の鉛直軸力開放装置。
【請求項８】
前記構造物の非支承部が梁からなることを特徴とする請求項１記載の鉛直軸力開放装置。
【請求項９】
基礎に固定された復元及び／又は減衰機能を有する復元／減衰装置であって、該復元／減衰装置は、更に、該復元／減衰装置に印加される鉛直軸力を開放する鉛直軸力開放装置を有し、
更に、該鉛直軸力開放装置は、
前記復元／減衰装置の上部に固定された剛性を有する第一の部材と、
構造物の荷重を支承しないよう設計された該構造物の非支承部に固定された剛性を有する第二の部材とからなり、
前記第一の部材と前記第二の部材とは互いに分離され、且つ鉛直方向には互いに相対変位可能であるが、水平方向においては互いに相対変位不可能に係合されたことを特徴とする復元／減衰装置。
【請求項１０】
前記第一の部材の側縁部の外側面が、前記第二の部材の側縁部の内側面と、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することを特徴とする請求項９記載の復元／減衰装置。
【請求項１１】
前記第一の部材はシアプレートからなり、前記第二の部材は鋼管からなり、該シアプレートが該鋼管内に挿入されることを特徴とする請求項１０記載の復元／減衰装置。
【請求項１２】
前記第二の部材の側縁部は、前記第一の部材の側縁部より、鉛直方向において大きな寸法を有し、該第二の部材の側縁部が、前記第一の部材の側縁部に対し、上側マージンと下側マージンとを有することを特徴とする請求項１０記載の復元／減衰装置。
【請求項１３】
前記第二の部材の側縁部の外側面が、前記第一の部材の側縁部の内側面と、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することを特徴とする請求項９記載の復元／減衰装置。
【請求項１４】
前記第二の部材はシアプレートからなり、前記第一の部材は鋼管からなり、該シアプレートが該鋼管内に挿入されることを特徴とする請求項１３記載の復元／減衰装置。
【請求項１５】
前記第一の部材の側縁部は、前記第二の部材の側縁部より、鉛直方向において大きな寸法を有し、該第二の部材の側縁部が、前記第一の部材の側縁部に対し、上側マージンと下側マージンとを有することを特徴とする請求項１３記載の復元／減衰装置。
【請求項１６】
前記構造物の非支承部が梁からなることを特徴とする請求項９記載の復元／減衰装置。
【請求項１７】
基礎に固定された復元及び／又は減衰機能を有する復元／減衰装置と、
前記復元／減衰装置に印加される鉛直軸力を開放する鉛直軸力開放装置とからなる免震構造であって、
前記鉛直軸力開放装置は、更に、
前記復元／減衰装置の上部に固定された剛性を有する第一の部材と、
構造物の荷重を支承しないよう設計された該構造物の非支承部に固定された剛性を有する第二の部材とからなり、
前記第一の部材と前記第二の部材とは互いに分離され、且つ鉛直方向には互いに相対変位可能であるが、水平方向においては互いに相対変位不可能に係合されたことを特徴とする免震構造。
【請求項１８】
前記第一の部材の側縁部の外側面が、前記第二の部材の側縁部の内側面と、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することを特徴とする請求項１７記載の免震構造。
【請求項１９】
前記第一の部材はシアプレートからなり、前記第二の部材は鋼管からなり、該シアプレートが該鋼管内に挿入されることを特徴とする請求項１８記載の免震構造。
【請求項２０】
前記第二の部材の側縁部は、前記第一の部材の側縁部より、鉛直方向において大きな寸法を有し、該第二の部材の側縁部が、前記第一の部材の側縁部に対し、上側マージンと下側マージンとを有することを特徴とする請求項１８記載の免震構造。
【請求項２１】
前記第二の部材の側縁部の外側面が、前記第一の部材の側縁部の内側面と、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することを特徴とする請求項１７記載の免震構造。
【請求項２２】
前記第二の部材はシアプレートからなり、前記第一の部材は鋼管からなり、該シアプレートが該鋼管内に挿入されることを特徴とする請求項２１記載の免震構造。
【請求項２３】
前記第一の部材の側縁部は、前記第二の部材の側縁部より、鉛直方向において大きな寸法を有し、該第二の部材の側縁部が、前記第一の部材の側縁部に対し、上側マージンと下側マージンとを有することを特徴とする請求項２１記載の免震構造。
【請求項２４】
前記構造物の非支承部が梁からなることを特徴とする請求項１７記載の免震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復元装置及び減衰装置用鉛直軸力開放装置、及び該鉛直軸力開放装置を備えた復元装置及び減衰装置、並びに該復元装置或いは減衰装置を備えた免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、免震構造に必要な機能として、荷重支持能力、減衰能力、及び復元能力が挙げられる。上部構造物の重量が大きい場合、例えば積層ゴム体と減衰装置との組み合わせによる免震化が可能である。しかしながら、上部構造物の重量が小さい場合、積層ゴム体による免震化は、面圧の問題や免震周期の問題があり、実現するのが困難である。
【０００３】
そこで、高い支承能力を有するすべり系免震装置又は転がり系免震装置を主免震装置として採用した免震構造の設計の実例が増加している。このようなすべり系免震装置又は転がり系免震装置を用いた場合、免震構造に復元能力及び／又は減衰能力を持たせる目的で、支承能力の低い積層ゴム体による復元装置及び／又は支承能力の低い鉛や鋼材を利用した減衰装置を、設計上鉛直軸力を負担しないように、柱の下を避け、梁の下に設置している。この免震構造の一例が、特開平８−２４００３３に開示される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２４００３３号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には上部構造物の重量により支承としての主免震装置の沈み込みが生じる。また実際の施工精度はそれほど高くないため、梁と基礎との間の鉛直方向距離は、必ずしも設計した値になるとは限らない。このような、現実には完全に回避することが困難な要因により、本来鉛直軸力を負担しないように梁の下に設置された復元装置及び／又は鉛や鋼材を利用した減衰装置にも、鉛直軸力が加わる問題が存在した。
【０００６】
すなわち、これら復元装置や減衰装置に鉛直軸力は、鉛直軸力が実質的に加わらない状態で、復元能力や減衰能力を発揮するよう設計されているにもかかわらず、鉛直軸力が加わることで、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮できなくなる問題が存在した。更にこれら復元装置や減衰装置が設置された梁にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わる問題が存在した。
【０００７】
従って、本発明は、これら復元装置や減衰装置を鉛直軸力から開放するための鉛直軸力開放装置、及び該鉛直軸力開放装置を備えた復元装置及び減衰装置、並びに該復元装置或いは減衰装置を備えた免震構造体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、基礎に固定された復元及び／又は減衰機能を有する復元／減衰装置の上部に固定された剛性を有する第一の部材と、構造物の荷重を支承しないよう設計された該構造物の非支承部に固定された剛性を有する第二の部材とからなり、前記第一の部材と前記第二の部材とは互いに分離され、且つ鉛直方向には互いに相対変位可能であるが、水平方向においては互いに相対変位不可能に係合されたことを特徴とする鉛直軸力開放装置を提供する。
【０００９】
前記第一の部材の側縁部の外側面が、前記第二の部材の側縁部の内側面と、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接するよう構成し得る。また、前記第一の部材はシアプレートからなり、前記第二の部材は鋼管からなり、該シアプレートが該鋼管内に挿入されるよう構成し得る。前記第二の部材の側縁部は、前記第一の部材の側縁部より、鉛直方向において大きな寸法を有し、該第二の部材の側縁部が、前記第一の部材の側縁部に対し、上側マージンと下側マージンとを有するよう構成し得る。
【００１０】
前記第二の部材の側縁部の外側面が、前記第一の部材の側縁部の内側面と、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接するよう構成し得る。また、前記第二の部材はシアプレートからなり、前記第一の部材は鋼管からなり、該シアプレートが該鋼管内に挿入されるよう構成し得る。
【００１１】
前記第一の部材の側縁部は、前記第二の部材の側縁部より、鉛直方向において大きな寸法を有し、該第二の部材の側縁部が、前記第一の部材の側縁部に対し、上側マージンと下側マージンとを有するよう構成し得る。
【００１２】
本発明は、更に、基礎に固定された復元及び／又は減衰機能を有する復元／減衰装置であって、該復元／減衰装置は、更に、該復元／減衰装置に印加される鉛直軸力を開放する鉛直軸力開放装置を有し、更に、該鉛直軸力開放装置は、前記復元／減衰装置の上部に固定された剛性を有する第一の部材と、構造物の荷重を支承しないよう設計された該構造物の非支承部に固定された剛性を有する第二の部材とからなり、前記第一の部材と前記第二の部材とは互いに分離され、且つ鉛直方向には互いに相対変位可能であるが、水平方向においては互いに相対変位不可能に係合されたことを特徴とする復元／減衰装置を提供する。
【００１３】
本発明は、更に、基礎に固定された復元及び／又は減衰機能を有する復元／減衰装置と、前記復元／減衰装置に印加される鉛直軸力を開放する鉛直軸力開放装置とからなる免震構造であって、前記鉛直軸力開放装置は、更に、前記復元／減衰装置の上部に固定された剛性を有する第一の部材と、構造物の荷重を支承しないよう設計された該構造物の非支承部に固定された剛性を有する第二の部材とからなり、前記第一の部材と前記第二の部材とは互いに分離され、且つ鉛直方向には互いに相対変位可能であるが、水平方向においては互いに相対変位不可能に係合されたことを特徴とする免震構造を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、積層ゴム体からなる復元装置の縦断面図である。
基礎８０の上にアンカープレート７０が設置され、更に該アンカープレート７０の上にフランジ６０が設置される。アンカープレート７０は、基礎８０にアンカーで固定され、フランジ６０はアンカープレート７０にボルト７２で固定される。積層ゴム体１００は、フランジ６０上に設置される。該積層ゴム体１００の下部は、フランジ６０及びアンカープレート７０にボルト７４で固定されることで、該積層ゴム体１００は基礎８０に間接的に固定される。
【００１５】
該積層ゴム体１００の上部にはシアプレート２０が固定される。該シアプレート２０は、水平方向に延在するシアプレート本体２２と、該シアプレート本体２２の周囲部から鉛直下方向に延在するシアプレート縁部２４とからなる。該シアプレート本体２２とシアプレート縁部２４とは、一体に形成され得る。シアプレート本体２２の水平方向寸法は、該積層ゴム体１００の水平方向寸法より大きくなるよう設計することで、シアプレート縁部２４が該積層ゴム体１００より径方向外側に位置するようにする。
【００１６】
鋼管３０は、構造物の梁５０の下面に固定されたプレート４０の下面にボルトで固定される。該鋼管３０は、水平方向に延在する鋼管本体３２と、該鋼管本体３２の周囲部から鉛直下方向に延在する鋼管縁部３４とからなる。該鋼管本体３２と鋼管縁部３４とは、一体に形成され得る。該鋼管本体３２の水平方向寸法が、前記シアプレート本体２２の水平方向寸法より、該鋼管縁部３４の厚さ分より僅かに大きい寸法分だけ、大きくなるよう設計する。このように設計することにより、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に挿入され、且つ、前記シアプレート縁部２４の外周面と該鋼管縁部３４の内周面とが、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することが可能となる。これにより、実質的な摩擦を生じることなく、前記シアプレート２０と該鋼管３０とは高さ方向すなわち鉛直方向には互いに相対変位可能となるが、一方、前記シアプレート２０と該鋼管３０とは水平方向には実質互いに係合され、水平方向での相対変位は抑制される。すなわち、シアプレート２０と鋼管３０との相対変位は、鉛直方向においては許容され、一方水平方向においては抑制される。
【００１７】
更に、該鋼管縁部３４の高さ寸法すなわち鉛直方向寸法Ｄ３０は、前記シアプレート縁部２４の高さ寸法すなわち鉛直方向寸法Ｄ２０より十分大きくなるよう設計することで、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に挿入された際、前記シアプレート本体２２と該鋼管本体３２との間に、鉛直方向の寸法がＤａの隙間（上側マージンＤａ）が形成され、且つ前記シアプレート縁部２４の下端縁部は、該鋼管縁部３４の下端縁部より、鉛直方向寸法でＤｂ（下側マージンＤｂ）だけ上に位置するようにする。換言すると、該鋼管縁部３４の高さ寸法すなわち鉛直方向寸法Ｄ３０は、前記シアプレート縁部２４の高さ寸法すなわち鉛直方向寸法Ｄ２０より、上側マージンＤａと下側マージンＤｂとの和に相当する分だけ大きくなるよう設計する。
【００１８】
上側マージンＤａ及び下側マージンＤｂを設けることで、前記梁５０の基礎８０からの高さＨに各マージン内の変動が生じても、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に位置し、且つ前述の相対変位に関する関係、すなわちシアプレート２０と鋼管３０との相対変位が鉛直方向においては許容され一方水平方向においては抑制されるという関係が維持される。
【００１９】
例えば、構造物の沈み込み等により、前記梁５０の基礎８０からの高さＨが減少し、且つその減少量が上側マージンＤａ未満である場合、上側マージンＤａにより、前記シアプレート本体２２の上面と前記鋼管本体３２とは接触しない。更に、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に位置し、且つシアプレート２０と鋼管３０とは鉛直方向には互いに相対変位可能であり、水平方向には互いに係合される関係が維持される。このため、力学的にみると、積層ゴム体１００は、前記シアプレート２０と前記鋼管３０とを介して、水平方向では梁５０と係合し、鉛直方向では梁５０から分離されている。従って、積層ゴム体１００は、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することが可能となる。更に、積層ゴム体１００が設置された梁５０にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することが可能となる。上側マージンＤａの量は、実際に起こり得る前記梁５０の基礎８０からの高さＨが減少量を考慮し決定される。高さＨが減少量は、様々な条件に依存するため、各件ごとに決定される。
【００２０】
或いは、地面の沈み込み等により、前記梁５０の基礎８０からの高さＨが増加し、且つその増加量が下側マージンＤｂ未満である場合、下側マージンＤｂにより、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に位置し、且つシアプレート２０と鋼管３０とは鉛直方向には互いに相対変位可能であり、水平方向には互いに係合される関係が維持される。更に、前記シアプレート本体２２の上面と前記鋼管本体３２とは接触しない。このため、力学的にみると、積層ゴム体１００は、前記シアプレート２０と前記鋼管３０とを介して、水平方向では梁５０と係合し、鉛直方向では梁５０から分離されている。従って、積層ゴム体１００は、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することが可能となる。更に、積層ゴム体１００が設置された梁５０にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することが可能となる。下側マージンＤｂの量は、実際に起こり得る前記梁５０の基礎８０からの高さＨが増加量を考慮し決定される。高さＨが増加量は、様々な条件に依存するため、各件ごとに決定される。
【００２１】
上記説明により、前記シアプレート２０と前記鋼管３０との組み合わせは、積層ゴム体１００用の鉛直軸力開放装置２００を構成するとみなすことができる。換言すると、本発明に係る積層ゴム体１００用の鉛直軸力開放装置２００は、前記シアプレート２０と前記鋼管３０とからなる。そして、前記シアプレート縁部２４の外周面と該鋼管縁部３４の内周面とが、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することで、実質的な摩擦を生じることなく、前記シアプレート２０と該鋼管３０とは高さ方向すなわち鉛直方向には互いに相対変位可能となるが、一方、前記シアプレート２０と該鋼管３０とは水平方向には実質互いに係合され、水平方向での相対変位は抑制される。更に、前記シアプレート本体２２と該鋼管本体３２との間に、鉛直方向の寸法がＤａの隙間（上側マージンＤａ）が形成され、且つ前記シアプレート縁部２４の下端縁部は、該鋼管縁部３４の下端縁部より、鉛直方向寸法でＤｂ（下側マージンＤｂ）だけ上に位置するようにする。鉛直軸力開放装置２００をこのように構成することにより、たとえ、前記梁５０の基礎８０からの高さＨに各マージン内の変動が生じても、積層ゴム体１００は、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することが可能となる。更に、積層ゴム体１００が設置された梁５０にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することが可能となる。
【００２２】
すなわち、積層ゴム体１００を鉛直軸力から開放するための鉛直軸力開放装置２００は、力学的にみて、積層ゴム体１００を、水平方向では梁５０と係合させ、鉛直方向では梁５０から分離させることで、積層ゴム体１００が、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することを可能にする装置であるとみなすことができる。更に、積層ゴム体１００が設置された梁５０にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することを可能にする装置であるとみなすことができる。
【００２３】
尚、前記シアプレート２０と前記鋼管３０との平面形状は同一形状であればよく、特定の形状に限定する必要はないが、典型的には円形が好ましい。平面形状を円形にした場合、前記シアプレート２０を前記鋼管３０内に挿入する際、前記シアプレート２０と前記鋼管３０との鉛直軸周りの向きに対する制約が無くなるため、施工が容易になる。平面形状を多角形にすることも可能であるが、施工時に前記シアプレート２０と前記鋼管３０との鉛直軸周りの向きを互いに揃えないと、前記シアプレート２０を前記鋼管３０内に挿入することができないという不便さがある。前記シアプレート２０と前記鋼管３０の材質についても、それぞれ鉛直軸力開放装置２００の構成要素として使用可能な剛性を有していれば良く、その他、コスト等に関する各種制約を考慮して、既存の材料を使用し得る。また、前述した各構成要素間の固定方法は特に限定すべきものではなく、鉛直軸力開放装置２００として動作が可能なように固定されていればよい。
【００２４】
前記シアプレート２０及び前記鋼管３０は、それぞれ個別に製造し、施工時において、前記シアプレート２０を積層ゴム体１００の上部に固定し、一方、鋼管３０をプレート４０を介し梁５０に固定する。その後、梁５０を積層ゴム体１００上に配置することで、前記シアプレート２０が鋼管３０内に挿入され、該鉛直軸力開放装置２００が完成する。従って、該鉛直軸力開放装置２００の特別な組立工程は必要ない。
【００２５】
前述したように、該鉛直軸力開放装置２００は、シアプレート２０と鋼管３０のみからなり、その構造が極めてシンプルであるため、該鉛直軸力開放装置２００の設計は容易である。更に、前記シアプレート２０と前記鋼管３０とを個別に製造するのみであるため、該鉛直軸力開放装置２００の製造コストは、極めて低く抑えることが可能となる。また、該鉛直軸力開放装置２００の特別な組立工程は必要ないため、組立に要する時間や作業の手間をかけることなく、該鉛直軸力開放装置２００を、梁５０と積層ゴム体１００との間に容易に設置することが可能である。
【００２６】
更に、図１に図示した積層ゴム体１００は、中空の積層ゴム体構造であるが、必ずしもこの構造に限定する必要はない。すなわち、既知の各種積層ゴム体或いは高減衰ゴム等からなり、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮するよう設計されたものに、上記鉛直軸力開放装置２００を適用することが特に好ましい。
【００２７】
更に、積層ゴム体或いは高減衰ゴム以外のもので、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮するよう設計されたものに、上記鉛直軸力開放装置２００を適用することも有効である。以下、その典型例につき図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、鉛ダンパーからなる減衰装置の縦断面図である。上記実施の形態１では、復元／減衰装置として積層ゴム体１００を使用したが、本実施の形態２では、積層ゴム体１００に代えて鉛ダンパー１１０を使用する。積層ゴム体１００同様に、鉛ダンパー１１０も、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮するよう設計された減衰装置であるため、前記実施の形態１で説明した鉛直軸力開放装置２００を、該鉛ダンパー１１０に対し適用することで、前記実施の形態１で説明したのと同様の効果が得られる。
【００２９】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、鋼材ダンパーからなる減衰装置の縦断面図である。上記実施の形態１では、復元／減衰装置として積層ゴム体１００を使用したが、本実施の形態３では、積層ゴム体１００に代えて鋼材ダンパー１２０を使用する。積層ゴム体１００同様に、鋼材ダンパー１２０も、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮するよう設計された減衰装置であるため、前記実施の形態１で説明した鉛直軸力開放装置２００を、鋼材ダンパー１２０に対し適用することで、前記実施の形態１で説明したのと同様の効果が得られる。
【００３０】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、積層ゴム体からなる復元／減衰装置の縦断面図である。前記実施の形態１では、前記シアプレート２０のシアプレート縁部２４は、シアプレート本体２２の周縁部から下方に向かって延在したが、本実施の形態４では、前記シアプレート２０のシアプレート縁部２４は、シアプレート本体２２の周縁部から上方に向かって延在する点が異なる。すなわち、前記実施の形態１における前記シアプレート２０の上下方向を逆にして、積層ゴム体１００の上部に固定し、前記鋼管３０内に挿入することでも、鉛直軸力開放装置２１０を構成することができる。本実施の形態４に係る鉛直軸力開放装置２１０は、前記シアプレート２０の上下方向が逆である点を除けば、前記実施の形態１に係る鉛直軸力開放装置２００と同一の構成であるため、本実施の形態４に係る鉛直軸力開放装置２１０の機能及び作用効果は、前記実施の形態１に係る鉛直軸力開放装置２００のそれらと同じである。
【００３１】
尚、本実施の形態４に係る鉛直軸力開放装置２１０は、前記実施の形態２に係る鉛ダンパー１１０及び前記実施の形態３に係る鋼材ダンパー１２０に対しても、前記鉛直軸力開放装置２００と同様に、適用可能である。
【００３２】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、積層ゴム体からなる復元／減衰装置の縦断面図である。前記実施の形態１では、前記シアプレート２０を積層ゴム体１００の上部に固定し、前記鋼管３０を梁５０にプレート４０を介して固定したが、本実施の形態５では、前記鋼管３０を積層ゴム体１００の上部に固定し、前記シアプレート２０を梁５０にプレート４０を介して固定する点で大きく異なる。
【００３３】
基礎８０の上にアンカープレート７０が設置され、更に該アンカープレート７０の上にフランジ６０が設置される。アンカープレート７０は、基礎８０にアンカーで固定され、フランジ６０はアンカープレート７０にボルト７２で固定される。積層ゴム体１００は、フランジ６０上に設置される。該積層ゴム体１００の下部は、フランジ６０及びアンカープレート７０にボルト７４で固定されることで、該積層ゴム体１００は基礎８０に間接的に固定される。
【００３４】
該積層ゴム体１００の上部には鋼管３０が固定される。該鋼管３０は、水平方向に延在する鋼管本体３２と、該鋼管本体３２の周囲部から鉛直上方向に延在する鋼管縁部３４とからなる。該鋼管本体３２と鋼管縁部３４とは、一体に形成され得る。該鋼管本体３２の水平方向寸法は、該積層ゴム体１００の水平方向寸法より大きくなるよう設計することで、鋼管縁部３４が該積層ゴム体１００より径方向外側に位置するようにする。
【００３５】
シアプレート２０は、構造物の梁５０の下面に固定されたプレート４０の下面にボルトで固定される。該シアプレート２０は、水平方向に延在するシアプレート本体２２と、該シアプレート本体２２の周囲部から鉛直下方向に延在するシアプレート縁部２４とからなる。該シアプレート本体２２とシアプレート縁部２４とは、一体に形成され得る。前記鋼管本体３２の水平方向寸法が、該シアプレート本体２２の水平方向寸法より、前記鋼管縁部３４の厚さ分より僅かに大きい寸法分だけ、大きくなるよう設計する。このように設計することにより、該シアプレート２０が前記鋼管３０内に挿入され、且つ、該シアプレート縁部２４の外周面と前記鋼管縁部３４の内周面とが、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することが可能となる。これにより、実質的な摩擦を生じることなく、該シアプレート２０と前記鋼管３０とは高さ方向すなわち鉛直方向には互いに相対変位可能となるが、一方、該シアプレート２０と前記鋼管３０とは水平方向には実質互いに係合され、水平方向での相対変位は抑制される。すなわち、シアプレート２０と鋼管３０との相対変位は、鉛直方向においては許容され、一方水平方向においては抑制される。
【００３６】
更に、該鋼管縁部３４の高さ寸法すなわち鉛直方向寸法Ｄ３０は、前記シアプレート縁部２４の高さ寸法すなわち鉛直方向寸法Ｄ２０より十分大きくなるよう設計することで、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に挿入された際、前記シアプレート縁部２４の下端縁部と該鋼管本体３２上面との間に、鉛直方向の寸法がＤａの隙間（下側マージンＤａ）が形成され、且つ前記シアプレート本体２２上面は、該鋼管縁部３４の上端縁部より、鉛直方向寸法でＤｂ（上側マージンＤｂ）だけ下に位置するようにする。換言すると、該鋼管縁部３４の高さ寸法すなわち鉛直方向寸法Ｄ３０は、前記シアプレート縁部２４の高さ寸法すなわち鉛直方向寸法Ｄ２０より、下側マージンＤａと上側マージンＤｂとの和に相当する分だけ大きくなるよう設計する。更に、前記鋼管縁部３４の上端部は、鉛直方向寸法がＤｃの隙間（梁５０とのマージンＤｃ）だけ、梁５０の下面から離間する。ここで、マージンＤｃは、下側マージンＤａより大きくなるよう、前記プレート４０の厚さを決定することで、下側マージンＤａを有効にする。
【００３７】
下側マージンＤａ及び上側マージンＤｂを設けることで、前記梁５０の基礎８０からの高さＨに各マージン内の変動が生じても、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に位置し、且つ前述の相対変位に関する関係、すなわちシアプレート２０と鋼管３０との相対変位が鉛直方向においては許容され一方水平方向においては抑制されるという関係が維持される。
【００３８】
例えば、構造物の沈み込み等により、前記梁５０の基礎８０からの高さＨが減少し、且つその減少量が下側マージンＤａ未満である場合、下側マージンＤａにより、前記シアプレート縁部２４の下端部と前記鋼管本体３２とは接触しない。更に、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に位置し、且つシアプレート２０と鋼管３０とは鉛直方向には互いに相対変位可能であり、水平方向には互いに係合される関係が維持される。このため、力学的にみると、積層ゴム体１００は、前記シアプレート２０と前記鋼管３０とを介して、水平方向では梁５０と係合し、鉛直方向では梁５０から分離されている。従って、積層ゴム体１００は、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することが可能となる。更に、積層ゴム体１００が設置された梁５０にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することが可能となる。下側マージンＤａの量は、実際に起こり得る前記梁５０の基礎８０からの高さＨが減少量を考慮し決定される。高さＨが減少量は、様々な条件に依存するため、各件ごとに決定される。
【００３９】
或いは、地面の沈み込み等により、前記梁５０の基礎８０からの高さＨが増加し、且つその増加量が上側マージンＤｂ未満である場合、上側マージンＤｂにより、前記シアプレート２０が該鋼管３０内に位置し、且つシアプレート２０と鋼管３０とは鉛直方向には互いに相対変位可能であり、水平方向には互いに係合される関係が維持される。更に、前記シアプレート縁部２４の下端部と前記鋼管本体３２とは接触しない。このため、力学的にみると、積層ゴム体１００は、前記シアプレート２０と前記鋼管３０とを介して、水平方向では梁５０と係合し、鉛直方向では梁５０から分離されている。従って、積層ゴム体１００は、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することが可能となる。更に、積層ゴム体１００が設置された梁５０にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することが可能となる。上側マージンＤｂの量は、実際に起こり得る前記梁５０の基礎８０からの高さＨが増加量を考慮し決定される。高さＨが増加量は、様々な条件に依存するため、各件ごとに決定される。
【００４０】
上記説明により、前記シアプレート２０と前記鋼管３０との組み合わせは、積層ゴム体１００用の鉛直軸力開放装置２２０を構成するとみなすことができる。換言すると、本発明に係る積層ゴム体１００用の鉛直軸力開放装置２２０は、前記シアプレート２０と前記鋼管３０とからなる。そして、前記シアプレート縁部２４の外周面と該鋼管縁部３４の内周面とが、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することで、実質的な摩擦を生じることなく、前記シアプレート２０と該鋼管３０とは高さ方向すなわち鉛直方向には互いに相対変位可能となるが、一方、前記シアプレート２０と該鋼管３０とは水平方向には実質互いに係合され、水平方向での相対変位は抑制される。更に、前記シアプレート縁部２４の下端縁部と該鋼管本体３２との間に、鉛直方向の寸法がＤａの隙間（下側マージンＤａ）が形成され、且つ前記シアプレート本体２２は、該鋼管縁部３４の上端縁部より、鉛直方向寸法でＤｂ（上側マージンＤｂ）だけ下に位置するようにする。鉛直軸力開放装置２２０をこのように構成することにより、たとえ、前記梁５０の基礎８０からの高さＨに各マージン内の変動が生じても、積層ゴム体１００は、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することが可能となる。更に、積層ゴム体１００が設置された梁５０にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することが可能となる。
【００４１】
すなわち、積層ゴム体１００を鉛直軸力から開放するための鉛直軸力開放装置２２０は、力学的にみて、積層ゴム体１００を、水平方向では梁５０と係合させ、鉛直方向では梁５０から分離させることで、積層ゴム体１００が、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することを可能にする装置であるとみなすことができる。更に、積層ゴム体１００が設置された梁５０にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することを可能にする装置であるとみなすことができる。
【００４２】
尚、前記シアプレート２０と前記鋼管３０との平面形状は同一形状であればよく、特定の形状に限定する必要はないが、典型的には円形が好ましい。平面形状を円形にした場合、前記シアプレート２０を前記鋼管３０内に挿入する際、前記シアプレート２０と前記鋼管３０との鉛直軸周りの向きに対する制約が無くなるため、施工が容易になる。平面形状を多角形にすることも可能であるが、施工時に前記シアプレート２０と前記鋼管３０との鉛直軸周りの向きを互いに揃えないと、前記シアプレート２０を前記鋼管３０内に挿入することができないという不便さがある。前記シアプレート２０と前記鋼管３０の材質についても、それぞれ鉛直軸力開放装置２２０の構成要素として使用可能な剛性を有していれば良く、その他、コスト等に関する各種制約を考慮して、既存の材料を使用し得る。また、前述した各構成要素間の固定方法は特に限定すべきものではなく、鉛直軸力開放装置２２０として動作が可能なように固定されていればよい。
【００４３】
前記シアプレート２０及び前記鋼管３０は、それぞれ個別に製造し、施工時において、鋼管３０を積層ゴム体１００の上部に固定し、一方、前記シアプレート２０をプレート４０を介し梁５０に固定する。その後、梁５０を積層ゴム体１００上に配置することで、前記シアプレート２０が鋼管３０内に挿入され、該鉛直軸力開放装置２２０が完成する。従って、該鉛直軸力開放装置２２０の特別な組立工程は必要ない。
【００４４】
前述したように、該鉛直軸力開放装置２２０は、シアプレート２０と鋼管３０のみからなり、その構造が極めてシンプルであるため、該鉛直軸力開放装置２２０の設計は容易である。更に、前記シアプレート２０と前記鋼管３０とを個別に製造するのみであるため、該鉛直軸力開放装置２２０の製造コストは、極めて低く抑えることが可能となる。また、該鉛直軸力開放装置２２０の特別な組立工程は必要ないため、組立に要する時間や作業の手間をかけることなく、該鉛直軸力開放装置２２０を、梁５０と積層ゴム体１００との間に容易に設置することが可能である。
【００４５】
尚、本実施の形態５に係る鉛直軸力開放装置２２０は、前記実施の形態２に係る鉛ダンパー１１０及び前記実施の形態３に係る鋼材ダンパー１２０に対しても、前記鉛直軸力開放装置２００と同様に、適用可能である。
【００４６】
以上、本発明を実現する際の幾つかの典型例として前述の実施の形態１乃至５を示したが、本発明は、必ずしもこれら実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鉛直軸力開放装置は、シアプレートと鋼管とからなる。そして、シアプレート縁部の外周面と該鋼管縁部の内周面とが、僅かな間隙を介して互いに離間するか、或いは、実質的に摩擦が生じない程度に互いに緩く当接することで、実質的な摩擦を生じることなく、前記シアプレートと該鋼管とは高さ方向すなわち鉛直方向には互いに相対変位可能となるが、一方、前記シアプレートと該鋼管とは水平方向には実質互いに係合され、水平方向での相対変位は抑制される。更に、シアプレートと鋼管との間にマージンが形成されるため、たとえ、梁の基礎からの高さＨにマージン内の変動が生じても、復元／減衰装置は、鉛直軸力を負担しない状態で、本来の復元能力や減衰能力を十分発揮することが可能となる。更に、復元／減衰装置が設置された梁にも、設計上意図していない鉛直方向の応力が加わるのを回避することが可能となる。
更に、該鉛直軸力開放装置は、シアプレートと鋼管のみからなり、その構造が極めてシンプルであるため、該鉛直軸力開放装置の設計は容易である。更に、前記シアプレートと前記鋼管とを個別に製造するのみであるため、該鉛直軸力開放装置の製造コストは、極めて低く抑えることが可能となる。
また、該鉛直軸力開放装置の特別な組立工程は必要ないため、組立に要する時間や作業の手間をかけることなく、該鉛直軸力開放装置を、梁と積層ゴム体との間に容易に設置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、積層ゴム体からなる復元装置の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、鉛ダンパーからなる減衰装置の縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、鋼材ダンパーからなる減衰装置の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、積層ゴム体からなる復元／減衰装置の縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５における、建築構造物と基礎との間に設けられた、鉛直軸力開放装置を有する、積層ゴム体からなる復元／減衰装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１００    積層ゴム体
１１０    鉛ダンパー
１２０    鋼材ダンパー
２００    鉛直軸力開放装置
２１０    鉛直軸力開放装置
２２０    鉛直軸力開放装置
２０    シアプレート
２２    シアプレート本体
２４    シアプレート縁部
３０    鋼管
３２    鋼管本体
３４    鋼管縁部
４０    プレート
５０    梁
６０    フランジ
７０    アンカープレート
７２    ボルト
７４    ボルト
８０    基礎
Ｈ    梁５０の基礎８０からの高さ
Ｄ２０  シアプレート縁部２４の高さ寸法
Ｄ３０  鋼管縁部３４の高さ寸法
Ｄａ    マージン
Ｄｂ    マージン
Ｄｃ    マージン
【図１】
2005009610.tif 000003
【図２】
2005009610.tif 000004
【図３】
2005009610.tif 000005
【図４】
2005009610.tif 000006
【図５】
2005009610.tif 000007