(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
境界面に夫々曲率面を有し、且つ同曲率面に減摩材を層着してなる上中下部の３ブロックを重層して建物基部と基礎との間に介装し、上下に隣る前記各ブロックにおける互いに接触する曲率面は相対的に回転自在なように面接触してなり、前記ブロックの境界面は３次元曲面に形成され、直交する２方向で互いに異なる曲率に構成されていることを特徴とする曲率板を用いた免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建物の免震装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物を長周期化することによって、同建物の地震時における応答加速度を低減する構造は免震構造と総称される。
一般に免震構造は支持機能と復元力機能と減衰機能とを持っていて、支持機能は建物重量を安全に保持する機能を有し、復元力機能は建物が長周期で変位したときに、中立軸まで復元し、減衰機能は建物の振動を速やかに消滅させるものである。
【０００３】
免震装置として従来用いられている装置には夫々建物Ａと基礎Ｂとの間に介装される図６（イ）に示す如き積層ゴムアイソレータ、図６（ロ）に示す如きリニアガイド及びレールとコイルばねとを使用した装置がある。
前者の積層ゴムアイソレータｐは図６（イ）に示す如く薄いゴムシートと鉄板とを数十層に重層したもので、水平変形性能も十分にあり、免震構造を実現するに際しての主装置である。図中ｐ1 は減衰器（ダンパ）である。
【０００４】
後者の装置は図６（ロ）に示す如く、リニアガイド及びレールｑ1 とコイルばねｑ2 と減衰器（ダンパ）ｑ3 とから構成され、荷重支持機能と復元機能とが別々に発揮されるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者積層ゴムアイソレータにおいては、積層ゴムの水平剛性が断面積で決定され、長周期化すると積層ゴムの設計ができない。
また大変形時には積層ゴムの転倒が生じる。更にゴムは可燃性であって耐火処置を施す必要があり、更にまた軽い重量の個人住宅への適用は難しい。
【０００６】
後者のリニアガイド及びレールとコイルばねとを使用した免震装置では装置が大きくなり、大きな変位を生じるので、復元性を賦与するためのコイルばねの本数が多くなり、取付け長さが長くなる等、コイルばねの設計が難しい。
図７は地震による建物周期と建物応答加速度との関係を示すものである。
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、高い支持能力を保持して水平方向の変形が可能で、小さな水平力による水平方向の変形性能が大で復元性に優れ、固有周期の設定、調整が容易な建物の免震装置を提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る曲率板を用いた免震装置は、境界面に夫々曲率面を有し、且つ同曲率面に減摩材を層着してなる上中下部の３ブロックを重層して建物基部と基礎との間に介装し、上下に隣る前記各ブロックにおける互いに接触する曲率面は相対的に回転自在なように面接触してなり、前記ブロックの境界面は３次元曲面に形成され、直交する２方向で互いに異なる曲率に構成されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る曲率板を用いた免震装置の一実施例を示し、建物Ａと基礎Ｂとの間に介装されるもので、上部ブロックＣ、及び中間ブロックＤ並びに下部ブロックＥの３ブロックが重層して配設され、夫々上下に相隣る上部ブロックＣと中間ブロックＤ、同中間ブロックＤと下部ブロックＥとの境界面は夫々曲率面に形成され、同曲率面には摩擦抵抗の小さい弗素樹脂（テフロン）シートの如き減摩材Ｆが層着されている。
【００１０】
なお上部ブロックＣ及び中間ブロックＤのＸ方向に延びる曲率面の曲率半径はＲY 、Ｙ方向に延びる曲率面の曲率半径はＲx で、前記３個のブロックの重層された免震部材の高さはｈに形成されている。
図２は本装置による鉛直荷重支持状態を示し、前記３ブロックＣ、Ｄ、Ｅは建物Ａの基礎Ｂとの間に介装され、ブロック１個当りの支持荷重は装置面積の大きさから、実際に負荷される鉛直荷重よりも十分に大きくなるようにする。
【００１１】
従って地震時等において建物Ａが水平変形δX すると中間ブロックＤが回転し、前記各ブロック毎の接触面積が減少することが考えられるので、前述のように安全率を考慮して装置の外形寸法ＬX 、ＬY 、ｈを設計する。なお図中δZ は紙面と直角方向の変形量である。
また免震装置における前記各ブロックの曲率半径ＲX 、ＲY は免震目標の固有周期になるように設計する。各ブロックの曲率半径を大きくするだけで固有周期を長周期化することができ、装置が簡単になる。
【００１２】
図示の装置は前記したように構成されているので、地震時の周期が長いため建物Ａは緩徐に大きく揺れるが、このとき、中間ブロックＤが上下部各ブロックの曲率に沿って減摩材Ｆを介して円滑に回転することができるので、建物Ａは上下方向には変位を生じるが回転は生じない。図中θは中間ブロックＤの回転角である。またこのとき前記３ブロックの変形から建物Ａの自重Ｇの接線方向分力Ｇ1 による復元力を生じ、建物Ａは図３及び図５に示す変形状態より、図２及び図４に示す水平変形がない状態に復元する。
【００１３】
なお前記ブロックの境界面は２方向で互いに異なる曲率に構成された３次元曲面に形成することによって、２方向別々の曲率半径を設定することによって、２方向別々の固有周期が設計できる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の免震装置は前記したように、境界面に夫々曲率面を有し、且つ同曲率面に減摩材を層着した上中下部の３ブロックを重層して、建物基部と基礎との間に介装したので、建物は高い支持能力を保持して水平方向に変形可能であり、このとき前記３つのブロックのうち、上下２つのブロックは回転を生ぜず、水平及び上下方向への変位しか生じない。
【００１５】
また前記３ブロックの境界面は減摩材が層着されているので、摩擦抵抗が小さく、小さな水平力で水平方向に変形可能である。
また前記ブロックの境界面は曲率を有するので、建物にかかる水平力がなくなると、同建物は元の位置に復元し、復元用のコイルばねが不要となり、装置の小型化が可能となる。
【００１６】
更に本発明の免震装置では前記３つのブロックで、２方向別々の曲率半径を設定することによって、２方向別々の固有周期が設計でき、また固有周期の設定を曲率半径の大きさでのみ設定できるので、調整が簡単である。
即ち、本発明では、前記ブロックの境界面が３次曲面に形成され、直交する２方向で互いに異なる曲率に構成されているので、２方向別々の固有周期が設定されるものである。リニアガイドを用いた免震装置においては、２つの直交するレールを用いる必要があるが、本発明では同時に直交方向の変形能力と固有周期の設定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る曲率板を用いた免震装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】前記免震装置による建物支持状態を示す縦断面図である。
【図３】建物の水平変形時の状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の免震装置によって支持された建物の支持状態を示す正面図である。
【図５】前記建物の変形後の状態を示す正面図である。
【図６】（イ）（ロ）は従来の免震構造の各例を示す縦断面図である。
【図７】免震構造の機能を示す概念図である。
【符号の説明】
Ａ    建物
Ｂ    基礎
Ｃ    上部ブロック
Ｄ    中間ブロック
Ｅ    下部ブロック
Ｆ    減摩材
Ｇ    建物の自重
ｐ    積層ゴムアイソレータ
ｐ1   ダンパー
ｑ1   リニアガイド及びレール
ｑ2   コイルばね
ｑ3   減衰器
【図１】
0003747297.tif 000002
【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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