| 【発明の名称】 |
免震支承の構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】八橋 元治
|
| 【要約】 |
【課題】ボールが皿部材の乗り越えることを低コストで防止し、保持部の厚さ以上に有効に皿部材を使うことができる免震支承の構造を提供する。
【解決手段】免震支承においては、ほぼすり鉢状斜面を呈するように上面５ａが形成されその上面５ａに前記ボール３が接する受け皿５を固定する。免震支持体４は、ボール３を保持する保持器６の底部に凹部６ａが形成され、この凹部６ａ内周面上部の球面状部分６ｂにボール３が滑り転動するものであり、前記受け皿５の周端部５ｂには、前記免震支持体４が受け皿５外部に移動するのを規制するストッパー部材７を壁状に立設する。そして、このストッパー部材７を、基礎１と構造物２とが水平方向に相対移動して免震支持体４が移動したときに、ボール３のみに当接する高さに構成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基礎と構造物との間に介在して該構造物の基礎に対する水平方向の移動を許容する免震支承において、基礎または構造物の一方にボールを有する免震支持体を設け、基礎または構造物の他方に前記ボールがその表面に接する皿部材を固定し、前記皿部材の周端部に前記免震支持体が皿部材外部への移動を規制するストッパー部材を壁状に立設し、このストッパー部材を、免震支持体のボールのみに当接するように構成したことを特徴とする免震支承の構造。
【請求項２】 ストッパー部材は、移動してきたボールが衝突したときのストッパー部材上端部の衝突位置が、ボール中心から衝突位置に延ばした直線の鉛直方向に対する角度が２７〜９０°の範囲内になるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の免震支承の構造。
【請求項３】 ストッパー部材には、少なくともボール当接部に緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の免震支承の構造。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地表面等の基礎側と建築物等の構造物との間に配置して地震などにより生じる水平方向の相対的な変位に対処できるようにした免震支承の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】地震等による振動から建造物を保護するために免震支承が採用されている。免震支承には、受け皿上に保持部内ボールを接するものがあり、それには、例えば大径のボール周囲に多数の小径ボールを配設して保持部凹部内で転がり支持するフリーベアリングや、単独のボールを保持部凹部の内周面に対して滑り転動させる滑り転動支承がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記支承では、予期せぬ大きさの地震が発生したときにボールが受け皿（皿部材）の端を越える懸念がある。これはボールが受け皿から脱落して、支えている建造物の傾きや転倒に繋がる恐れがある。この対策のために受け皿を大きくするのでは、受け皿の製造コストが上昇する問題点が生じる。
【０００４】本発明は、ボールが皿部材の乗り越えることを低コストで防止し、保持部の厚さ以上に有効に皿部材を使うことができる免震支承の構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。請求項１の発明は、基礎と構造物との間に介在して該構造物の基礎に対する水平方向の移動を許容する免震支承において、基礎または構造物の一方にボールを有する免震支持体を設け、基礎または構造物の他方に前記ボールがその表面に接する皿部材を固定し、前記皿部材の周端部に前記免震支持体が皿部材外部への移動を規制するストッパー部材を壁状に立設し、このストッパー部材を、免震支持体のボールのみに当接するように構成したことを特徴とする免震支承の構造である。また、請求項２の発明では、ストッパー部材は、移動してきたボールが衝突したときのストッパー部材上端部の衝突位置が、ボール中心から衝突位置に延ばした直線の鉛直方向に対する角度が２７〜９０°の範囲内になるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の免震支承の構造である。また、請求項３の発明では、ストッパー部材には、少なくともボール当接部に緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の免震支承の構造を有する。
【０００６】本発明によれば、皿部材の周端部に前記免震支持体が皿部材外部への移動を規制するストッパー部材を壁状に立設し、このストッパー部材を、免震支持体のボールのみに当接するように構成したので、ストッパー部材が保持部材に当接することが無く、保持部材の厚さ分はストッパー部材を内側に設け、すなわち、皿部材の寸法を小さくすることができる。また、予期せぬ大地震が発生してもボールがストッパー部材を乗り越えることを確実に防止できる。また、ストッパー部材のボール当接部に緩衝部材を設ければ、ボールがストッパー部材に当接しても、その衝撃を減衰させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる免震支承構造の説明図である。図１に示すように、免震支承においては、基礎１と構造物２との間に介在して該構造物２の基礎１に対する水平方向の移動を許容するものであり、構造物２側にはボール３を有する免震支持体４を設け、基礎１側にはほぼすり鉢状斜面を呈するように上面５ａが形成されその上面５ａに前記ボール３が接する受け皿５を固定している。
【０００８】前記免震支持体４は、ボール３を保持する保持器６の底部に凹部６ａが形成され、この凹部６ａ内周面上部の球面状部分６ｂにボール３が滑り転動するものである。
【０００９】また、前記受け皿５の周端部５ｂには、前記免震支持体４が受け皿５外部に移動するのを規制するストッパー部材７を壁状に立設する（一体あるいは別体を問わない）。そして、このストッパー部材７を、基礎１と構造物２とが水平方向に相対移動して免震支持体４が移動したときに、ボール３のみに当接する高さに構成した。したがって、ストッパー部材７が保持器６に当接することが無い。
【００１０】また、図２の比較例に示すように、受け皿１０の半径Ｌ3の場合、ストッパー部材１１が保持器６に当たるものとすると、受け皿１０の中心からボール３の中心Ｐまでの距離Ｌ0、前記中心Ｐから受け皿１０の縁までの距離Ｌ4となる。これに対して、本発明実施形態の受け皿５では、ボール３が同距離Ｌ0に位置したときに、前記ボール３中心Ｐから受け皿１０の縁までは距離はＬ2になる。距離Ｌ2はＬ4よりも保持器６の厚さ分小さいことは明白である。したがって、実施形態の受け皿５は、ボール３が直接ストッパー部材７に当接するので前記比較例受け皿１０よりも保持器６の厚さ分はストッパー部材７を内側に設けることが可能になる。すなわち、受け皿５の寸法を小さくできることが理解される。
【００１１】ストッパー部材７において、図３に示すように、移動してきたボール３が衝突したときのストッパー部材上端部７ａの衝突位置Ａが、ボール３中心Ｐから衝突位置Ａに延ばした直線の鉛直方向に対する角度αをボール３がストッパー部材７を地震動によっても乗り越えない角度に設定する。前記角度αは好ましくは２７〜９０°の範囲内に、さらに好ましくは、４５〜９０°の範囲内になるように形成する。以下にこのように角度設定する理由を説明する。
【００１２】ボール３とストッパー部材７の当接している状態を示し、ボール３がストッパー部材７を乗り越えようとするモーメントＭ１は、 Ｍ１＝ｍａ・ｒｃｏｓα …（１）
ただし、ｍはボール質量、ａはボールの移動加速度、ｒはボール半径である。
【００１３】それに抗するモーメントＭ２は、 Ｍ２＝ｍＧ・ｒｓｉｎα …（２）
ただし、Ｇは重力加速度である。ボール３がストッパー部材７を乗り越えようとするときは、 Ｍ１＝Ｍ２ ｍａ・ｒｃｏｓα＝ｍＧ・ｒｓｉｎα …（３）
よって、 ａ＝Ｇｔａｎα …（４）
【００１４】ここで、建築基準法による分類では、地震のレベルはI〜IIIがあり、レベルIでは速度２５（cm/sec）、レベルIIで５０（cm/sec）（加速度でほぼ５００（Gal））、レベルIIIで７５（cm/sec）である。地震レベルIIの地震に耐える免震支承を目標に設計する意味は、レベルIIの地震時にボールがストッパー部材に当たらないように設計することになるが、基礎の不等沈下等により、皿が傾くとボール３がストッパー部材７に当たることもあり得る。そのとき、ストッパー部材７にボール３が乗るので、乗り越えないようにするには、 ｍａ・ｒｃｏｓα＜ｍＧ・ｒｓｉｎα …（５）
の条件が必要である。
【００１５】加速度ａをレベルIIの５００（Gal）、重力加速度Ｇを９８０（cm/s2）にすると、 ５００・ｃｏｓα＜９８０・ｓｉｎα …（６）
５００／９８０＜ｔａｎα …（７）
よって、 ２７．０゜＜αとすれば、レベルIIの地震でもボール３がストッパー部材７を乗り越えることがない。
【００１６】なお、角度αが４５°で衝突させるとボール３がストッパー部材７を乗り越える地震の大きさ（加速度ａ）は、前記（４）式からａ＝Ｇ、すなわち、重力加速度Ｇ＝９８０（Gal）以上の加速度の地震が来たときにボール３がストッパー部材７を越えるものである。例えば阪神大震災のときの加速度が８１８（Gal）と言われていることから、αが４５゜＜α＜９０゜の範囲内ならば、過去最大規模の地震の大きさであっても十分に対応して、ボール３がストッパー部材７を乗り越えることがない。
【００１７】なお、ストッパー部材７の少なくともボール当接部（実施形態ではストッパー部材の上部内側部）に緩衝部材を設ければ、ボールがストッパー部材７に当接しても、その衝撃を減衰させることができる。また、前記実施形態では滑り転動支承のみならび、フリーベアリングあるいは単球転がり支承でも実施できる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ストッパー部材が保持部材に当接することが無く、保持部材の厚さ分はストッパー部材を内側に設け、すなわち、皿部材の寸法を小さくすることができる。また、角度αを２７°を越える値にすれば、地震の加速度が５００（Gal）であっても、ボールがストッパー部材を乗り越えることが全くなくなる。また、ストッパー部材のボール当接部に緩衝部材を設ければ、ボールがストッパー部材に当接しても、その衝撃を減衰させることができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１８６
【氏名又は名称】株式会社フジクラ
|
| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）９月１８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 博光
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−９４０２０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２５３１９６ |
|