(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物から下部構造物に向かって鉛直に延出する棒状の鉛直部材の下端部に該上部構造物に作用する引き抜き力に抵抗する引き抜き抵抗部材が結合されると共に、該鉛直部材の中間部に水平変位の調整力を受ける反力部材が結合され、
前記引き抜き抵抗部材の鉛直変位を抑える押さえ部材が引き抜き抵抗部材の上側に重合するように前記下部構造物から延出して配設されると共に、前記反力部材を押圧し水平変位を調整するジャッキが該押さえ部材の上部に設置されてなることを特徴とする引き抜き防止機構付きストッパー装置。
【請求項２】
上部構造物から下部構造物に向かって鉛直に延出する棒状の鉛直部材の下端部に該上部構造物に作用する引き抜き力に抵抗する引き抜き抵抗部材が結合され、
前記上部構造物から下部構造物に向かって延出された鋼管が前記鉛直部材を収容して鉛直部材の中間部まで延出して水平変位の調整力を作用するジャッキに外周を当接可能に配置され、
前記引き抜き抵抗部材の鉛直変位を抑える押さえ部材が引き抜き抵抗部材の上側に重合するように前記下部構造物から延出して配設されると共に、前記鋼管の外周を押圧して水平変位を調整するジャッキが該押さえ部材の上部に設置されてなることを特徴とする引き抜き防止機構付きストッパー装置。
【請求項３】
上部構造物から下部構造物に向かって鉛直に延出する棒状の鉛直部材の下端部に該上部構造物に作用する引き抜き力に抵抗する引き抜き抵抗部材が結合され、
前記上部構造物の下面と棒状の鉛直部材とが交差する隅部に接合された板状の反力部材の下部が鉛直部材の中間部まで延出して水平変位の調整力を作用するジャッキに当接可能に配置され、
前記引き抜き抵抗部材の鉛直変位を抑える押さえ部材が引き抜き抵抗部材の上側に重合するように前記下部構造物から延出して配設されると共に、前記反力部材を押圧して水平変位を調整するジャッキが該押さえ部材の上部に設置されてなることを特徴とする引き抜き防止機構付きストッパー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木、建築および機械構造物の分野において、地震や台風などの動的荷重を受け、引き抜き力を生じながら、振動する構造物の水平変位を抑制すると共に残留変位を調整する装置およびその構成部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震や台風などの荷重を受けて振動する構造物の制振を行う場合には、滑り支承や、転がり支承や積層ゴム支承などを使用した免震構法が実用化されている。
【０００３】
しかしながら、建造物が縦に細長い場合や、軽量な場合は、地震荷重や風荷重を受けて転倒モーメントを生じて支承部に引き抜きが生じる場合があり、上記の部材ではこの引き抜き力に対応して抵抗することができない場合が多い。
【０００４】
この問題を解決するために、各種引き抜き防止装置が考案されており、その特徴は以下の通りである。
【０００５】
（１）地震時や台風時に、上部構造物に生じる引き抜き力に抵抗する。さらに引き抜き時においても水平方向の変位が可能。
【０００６】
（２）引き抜き力発生時に水平摩擦抵抗力を極力少なくする。
【０００７】
（３）一定量以上の水平変位に対しては、ストッパー機能を持つ。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
地震時や台風時の荷重を受けると、免震装置は水平変位を発生する。通常の場合、装置の摩擦抵抗力などによる残留変形が多かれ少なかれ生じる。
【０００９】
履歴型ダンパーや摩擦ダンパーを用いた場合などには、より残留変形が大きくなる傾向を持つ。この場合、精密な位置を必要とする場合、原点復帰の位置調整が行われる。
【００１０】
この場合、下記のような課題がある。
【００１１】
（１）原点へ復帰させる装置、例えば油圧ジャッキなどを別途設置すると、設置スペースが必要となる。
【００１２】
（２）この場合、ジャッキ周辺の部品やジャッキの反力部材が別途必要となり、経済性に問題を生じる。
【００１３】
そこで本発明は、残留変形を生じた上部構造物を原点復帰させる押圧装置の設置スペースをコンパクトに抑えると共に、反力部材の構成を簡素化しコストを低減することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明は、次のように構成する。
【００１５】
第１の発明は、上部構造物から下部構造物に向かって鉛直に延出する棒状の鉛直部材の下端部に該上部構造物に作用する引き抜き力に抵抗する引き抜き抵抗部材が結合されると共に、該鉛直部材の中間部に水平変位の調整力を受ける反力部材が結合され、前記引き抜き抵抗部材の鉛直変位を抑える押さえ部材が引き抜き抵抗部材の上側に重合するように前記下部構造物から延出して配設されると共に、前記反力部材を押圧し水平変位を調整するジャッキが該押さえ部材の上部に設置されてなることを特徴とする。
【００１６】
第２の発明は、上部構造物から下部構造物に向かって鉛直に延出する棒状の鉛直部材の下端部に該上部構造物に作用する引き抜き力に抵抗する引き抜き抵抗部材が結合され、前記上部構造物から下部構造物に向かって延出された鋼管が前記鉛直部材を収容して鉛直部材の中間部まで延出して水平変位の調整力を作用するジャッキに外周を当接可能に配置され、前記引き抜き抵抗部材の鉛直変位を抑える押さえ部材が引き抜き抵抗部材の上側に重合するように前記下部構造物から延出して配設されると共に、前記鋼管の外周を押圧して水平変位を調整するジャッキが該押さえ部材の上部に設置されてなることを特徴とする。
【００１７】
第３の発明は、上部構造物から下部構造物に向かって鉛直に延出する棒状の鉛直部材の下端部に該上部構造物に作用する引き抜き力に抵抗する引き抜き抵抗部材が結合され、前記上部構造物の下面と棒状の鉛直部材とが交差する隅部に接合された板状の反力部材の下部が鉛直部材の中間部まで延出して水平変位の調整力を作用するジャッキに当接可能に配置され、前記引き抜き抵抗部材の鉛直変位を抑える押さえ部材が引き抜き抵抗部材の上側に重合するように前記下部構造物から延出して配設されると共に、前記反力部材を押圧して水平変位を調整するジャッキが該押さえ部材の上部に設置されてなることを特徴とする。
【００１８】
【作用】
本発明によると、地震荷重や風荷重を受けて残留変位を生じた場合に対応できる引き抜き抵抗機構を持つストッパーに、変位調整機構を付随させることにより、ストッパー装置設置数の増加による設置スペースの増大を抑えると共に複合化による部品数の減少効果をあげ、経済性の向上が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１、図２を参照して説明する。図１は本実施形態の断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。
【００２０】
図１、図２に示すように、ストッパー装置（イ）の上端のベースプレート１１がボルト２２により上部構造物１ａ（図７）の下端部１７に接合されている。ベースプレート１１の中央部には棒状の鉛直部材８が溶接接合されている。鉛直部材８の下端部には円板状の水平の引き抜き抵抗板（引き抜き抵抗部材）１が結合されている。
【００２１】
上部構造物１ａと下部構造物１８とは剛結合されておらず、両部材１ａ，１８間には免震手段としての積層ゴムアイソレータ２４が介在されている（図８参照）。そして、下部構造物１８には、ベースプレート３を介してボルト７により外周リング４および中央部に開口を有する押さえ板２が結合されている。
【００２２】
押さえ板２の開口は引き抜き抵抗板１と同心で、引き抜き抵抗板１よりも所定量小径に形成されている。押さえ板２の開口部周囲の下面にはリング状のテフロンなどの低摩擦材６が固着され、この低摩擦材６と対向する引き抜き抵抗板１の上面にはステンレス板などの滑り板５が設置されている。
【００２３】
これにより、上部構造物１ａ（引き抜き抵抗板１）に引き抜き力が発生した場合に対向面間に発生する摩擦力を低減し、上部構造物１ａのスムーズな水平変位を可能にしている。
【００２４】
こうして、引き抜き抵抗板１と押さえ板２により引き抜き防止機構が構成されている。また、引き抜き抵抗板１の過大な水平変位時には外周リング４がストッパーとして機能し、引き抜き抵抗板１がこれにぶつかって規制される。
【００２５】
押さえ板２の上面にはアイソレータ１５を介して、上部構造物１ａの残留変位調整用のジャッキ１２が鉛直部材８の周囲に平面視Ｌ字状に直交方向に２個設置され、部材１４，１９を含む取り付けブラケット１３を介してボルト１６により固定されている。鉛直部材８の中間部には、ジャッキ１２の作用平面に一致してジャッキの押圧力を受ける水平板（反力部材）１０が設置されている。
【００２６】
図２に示すように、水平板１０は正方形の板材からなり、鉛直スチフナー２０は鉛直部材８の周囲に平面視十文字状に配置され、上記ベースプレート１１、鉛直部材８、水平板１０の３部材に溶接接合されている。なお、水平板１０は鋳造または切削加工などにより鉛直部材８と一体に構成してもよい。
【００２７】
上部構造物１ａと下部構造物１８間に生じる残留変形は、水平板１０をジャッキ１２にて押すことにより調整する。水平板１０の形状寸法は、残留変形の程度を勘案して決められる。なお、残留変形の調整はジャッキ１２によらずに、図示の押さえ板２上に溶接接合されたブラケット２８，２９とねじ部材２７を用いる手動調整によるか、あるいは別の油圧式装置を用いて調整してもよい。これにより、ジャッキ１２を押さえ板２上でなく別途設置する場所を追加する構成が不要になると共に、部品数を減少して経済性を高めることができる。
【００２８】
また、鉛直スチフナー２０を設置することにより、鉛直部材８の剛性を高めて曲げ強度を増加することができる。
【００２９】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を図３，図４を参照して説明する。図３は本実施形態の断面図であり、図４は図３のＢ−Ｂ矢視図である。本実施形態は鉛直部材８周りの構造が上記第１実施形態と相違し、その他の構成は同じである。したがって、重複する説明は省略して説明する。
【００３０】
図３、図４に示すように、上部構造物１ａの下側にストッパー装置（ロ）のベースプレート１１がボルト２２により接合され、さらにベースプレート１１の下側に棒状の鉛直部材８と角形鋼管９とが同軸に配置されて溶接接合され、下方に延出している。角形鋼管９の下端部は鉛直部材８の中間部まで延出しており、残留変形調整用ジャッキ１２が鋼管９の下端部に当接可能である。
【００３１】
さらに、鋼管９の下面には、中心部を鉛直部材８が貫通した水平スチフナー２３が溶接接合され、鉛直部材８の曲げ剛性が強化されている。そして、鉛直部材８の下端部には引き抜き抵抗板（引き抜き抵抗部材）１が結合されている。
【００３２】
このような構成により、本実施形態によると上記第１実施形態と同等の作用が得られる。
【００３３】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態を図５〜図８を参照して説明する。図５は本実施形態の断面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ矢視図である。また、図７、図８は本実施形態のストッパー装置（ハ）の適用例を示す概要図である。
【００３４】
本実施形態は鉛直部材８周りの構造が上記第１実施形態と相違し、その他の構成は同じである。したがって、重複する説明は省略して説明する。
【００３５】
図５、図６に示すように、上部構造物１ａの下側にストッパー装置（ハ）のベースプレート１１がボルト２２により接合され、さらにベースプレート１１の下側に棒状の鉛直部材８が溶接接合され、下方に延出している。そして、ベースプレート１１と鉛直部材８とが交差する隅部に２個の反力板（反力部材）２１が鉛直部材８の周囲に平面視Ｌ字状に直交して配置され、両部材１１，８に溶接接合されている。
【００３６】
反力板２１の下部は鉛直部材８の中間部まで延出しており、残留変形調整用ジャッキ１２が反力板２１の下部に当接可能である。反力板２１の形状は残留変形の程度を勘案して決められる。また、反力板２１により鉛直部材８の曲げ剛性が強化されている。そして、鉛直部材８の下端部には引き抜き抵抗板（引き抜き抵抗部材）１が結合されている。
【００３７】
このような構成により、本実施形態によると上記第１実施形態と同等の作用が得られる。
【００３８】
なお、図７、図８はストッパー装置（ハ）の適用例を示す概要図である。図示のように、上部構造物１ａと下部構造物１８との対向部にはそれぞれ、Ｈ形鋼などの梁２６が矩形状に組まれ接合されている。矩形の四隅には前述の積層ゴムアイソレータ２４が配置されている。図８におけるアイソレータ２４の左右方向に延びる梁２７にはストッパー装置（ハ）が計４個取り付けられている。これにより、上部構造物１ａの大変形時においても、１箇所ごとの位置調整を繰り返すことにより、上部構造物１ａの全体位置を調整することができる。
【００３９】
各ストッパー装置（ハ）における平面視Ｌ字状の反力板２１の配置およびジャッキ１２の配置は図８示の通りである。反力板２１をＬ字状に配置することにより、反力板２１とジャッキ１２とのクリアランスを確保し易いため、ジャッキ１２を鉛直部材８に近づけて配置でき、下部構造物１８のベースプレート３をよりコンパクトに構成することができる。
【００４０】
また、図８において上下方向に延びる梁２６の中央部にはトリガー装置２５が配設されている。トリガー装置２５は、想定外の過大地震などにより上部構造物１ａに、一定値以上、例えば３００ガル以上というような大きな水平力が作用したときには破断して、その水平力から上部構造物１ａを解放し、上部構造物１ａに対する水平変位量を一定限度以下に抑える。
【００４１】
図７に示すように、上部構造物１ａが地震荷重や風荷重を受けて、その重心近傍の点Ｐの周りに転倒モーメントＭが生じた場合、上部構造物１ａは右端部を浮き上がらせて傾き始めようとする。このとき、上部構造物１ａと下部構造物１８との間に４箇所介在された積層ゴムアイソレータ２４は上部構造物１ａの動きにつれて断裂されようとする。
【００４２】
上部構造物１ａの下端部材１７に取り付けられた引き抜き抵抗板１が、上部構造物１ａの傾動の初期段階において上方に引き抜かれようとするが、下部構造物１８に固定された押さえ板２により阻止される。また、上部構造物１ａに比較的大きな水平力が作用して上部構造物１ａが水平方向に変位しても、押さえ板２と引き抜き抵抗板１との重なり合いは十分に確保されるので、水平変位時の転倒防止機能が発揮される。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、地震荷重や風荷重を受ける上部構造物に対応する引き抜き防止機構の簡素化により部品数を減少できると共に、上部構造物の残留変位調整機構の設置スペースの増大化を抑制でき、経済性の向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の第２実施形態の断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】本発明の第３実施形態の断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】第３実施形態の適用例を示す概要図である。
【図８】第３実施形態の適用例を示す概要図である。
【符号の説明】
１    引き抜き抵抗板（引き抜き抵抗部材）
１ａ  上部構造物
２    押さえ板
３，１１  ベースプレート
４    外周リング
５    滑り板
６    低摩擦材
７，１６，２２  ボルト
８    鉛直部材
９    鋼管
１０  水平板（反力部材）
１２  ジャッキ
１３，２８，２９  ブラケット
１５，２４  アイソレータ
１７  上部構造物の下端部
１８  下部構造物
２０，２３  スチフナー
２１  反力板（反力部材）
２５  トリガー装置
２７  ねじ部材
イ、ロ、ハ  ストッパー装置
【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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【図８】
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