JP2709129B2

JP2709129B2 - 床免震構造

Info

Publication number: JP2709129B2
Application number: JP5373689A
Authority: JP
Inventors: 育雄浜; 浩作渡辺
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1989-03-08
Publication date: 1998-02-04
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JPH02236354A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子機器等が載置される建造物のアクセス
床を、地震等の際にその上下，水平震動を減衰吸収する
装置を設けたフリーアクセス床とすることにより電子機
器等に与える震動の影響を著しく軽減した床免震構造に
係るものである。

〔従来の技術〕

一般に、高度通信システムは超LSIなど微細でデリケ
ートな部品の集積により構成されているため、震動や衝
撃等に特に影響を受け易い。従って建物の床上に高度通
信システムや電子計算機等の機器を設置する場合、地震
等による震動衝撃に対して機器の安全性を図るため、種
々の免震床構造が提案されている。

このような従来の免震床構造としては、例えば特開昭
62−82625号公報に示されたものがある。これは床構造
体の鉄骨架台の四隅をベアリングボールで水平移動自在
に支持し、さらに下地スラブ上に水平に固定したバネダ
ンパーと床構造体とをロープ状部材で連結したものであ
る。

また実開昭62−204055号公報に開示されたものは、固
定側に連結される固定側部材の円錐凹部に、上方の可動
側に連結される可動部材の下部に回転自在に保持された
大型のスチールボールを当接させ、固定側と可動側との
間における水平方向の大きい相対変位に対処し得るよう
にしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来の免震床構造にあっては、地
震等による震動において、前者は水平方向に作用するダ
ンパーにより水平震動を吸収し、後者は固定側と可動側
との間の水平方向の相対変位をスチールボールの円錐凹
部内回転に代える構成としており、いずれも主として水
平震動の緩衝吸収を目的としたものである。従って、上
下震動を伴う大きな地震に対しては電子機器等に対する
影響を防止できないという問題点があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて提案
されたものであって、その目的とする処は、水平震動の
みならず上下震動をも減衰吸収し、床上に載置された電
子機器等に与えられる震動の影響を最小限に防止しうる
床免震構造を提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため、本発明に係る床免震構造
は、床架構を構成する梁と、同床架構に配設された三次
元免震床エリアを囲繞するフレームと、前記梁及びフレ
ーム上に床支持サポートを介してフリーアクセス床を支
承してなる床構造において、前記フレームの隅角部とこ
の外周を囲繞する前記梁の下端に配設された鋼板との間
に、上下震動の減衰吸収機能を有する上下動免震ユニツ
トを介装し、前記フレーム周辺における前記梁と躯体コ
ンクリート床との間に、水平震動の減衰機能を有する水
平免震ユニツトを配設するとともに、前記梁の下面と前
記コンクリート床との間にベアリングボールを介装して
構成されている。

〔作用〕

本発明は前記したように構成されているので、地震に
よる躯体コンクリート床面の水平震動は、電気機器等の
設置される三次元免震床エリア囲繞するフレーム周辺に
おける梁と躯体コンクリート床面との間に配設された水
平免震ユニツトによって減衰吸収され、更に前記梁を躯
体コンクリート床上に支承するベアリングボールの回
転、またはすべりによって前記フレームへの入力が頭打
ちになる。

また地震による躯体コンクリート床面の上下震動は、
前記三次元免震エリアを囲繞するフレームの隅角部とこ
の外周を囲繞する前記梁の下端に配設された鋼板との間
に介装された上下動免震ユニツトによって減衰されてフ
レームに伝達され、同フレームに床支持サポートを介し
て支持された前記三次元免震エリアにおけるフリーアク
セス床及び同床上の機器に減衰された上下震動が伝達さ
れる。

〔実施例〕

以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図乃至第９図において、（Ａ）は電子計算機やデ
ィスク機器等、特に水平動免震以外に上下動免震を要す
る重要機器が設置される三次元免震エリアで、その他一
般のエリア（Ｂ）には、水平動免震のみで問題のない機
器が配置されるようになっている。

而して一般のエリア（Ｂ）においては主梁（１）及び
従梁（２）を互いに剛結して床架構が構成されている。
更に前記三次元免震エリア（Ａ）の外周には主フレーム
（３）が囲繞され、同主フレーム（３）間には従フレー
ム（４）が剛結合され、同従フレーム（４）及び前記主
従各梁（１）（２）には床支持サポート（５）を介して
フリーアクセス床（６）が支持されている。

更に前記主梁（１）と躯体コンクリート床（７）上面
にスタツドボルト（８）を介して定着されたすべり板
（９）との間にはベアリングボール（10）が介装され、
また主梁（１）と従梁（２）とを連結する水平板（11）
と前記躯体コンクリート床（７）との間に水平震動の吸
収機能を有する前記水平免震ユニツトを構成する円柱ゴ
ム等の如き弾性体よりなる柔らかい水平ばね（12）が介
装されている。（13）は同水平ばね（12）の躯体コンク
リート床（７）に対する取付ボルトである。

図中（14）は縁プレートである。

前記一般のエリア（Ｂ）においては、フリーアクセス
床（６）自重及び積載荷重は床支持サポート（５）を介
して主梁（１）従梁（２）に作用し、機器間に接続され
るケーブルトレイ、空調用ダクト荷重は直接主梁
（１），従梁（２）に作用する。従梁（２）の荷重は主
梁（１）に作用し、最終的にベアリングボール（10）と
すべり板（９）とを介して躯体コンクリート床（７）に
伝達される。前記ベアリングボール（10）及びすべり板
（９）は躯体コンクリート床（７）に集中荷重がかから
ないように多数設け、荷重の分散を図るものである。

而して地震による躯体コンクリート床（７）面の震動
は、主梁（１）と躯体コンクリート床（７）との間に介
装された水平ばね（12）で吸収され、更に主梁（１）を
支承するベアリングボール（10）の回転、乃至はすべり
によって主従両梁（１）（２）への入力が頭打ちにな
る。

従って主梁（１）、従梁（２）と床支持サポート
（５）とによって支承されたフリーアクセス床（６）面
上の機器には地震による躯体コンクリート床（７）面で
の水平震動は大幅に減衰された状態で伝わる。

なお地震が止むと、水平ばね（12）の作用によってフ
リーアクセス床（６）は原位置に戻る。

次に前記三次元免震エリア（Ａ）について説明する。

三次元免震エリア（Ａ）を囲繞する主フレーム（３）
の４隅に、同主フレーム（３）とこの外周を囲繞する主
梁（１）の下端に配設された鋼板（21）との間に上下震
動の減衰吸収機能を有する上下動免震ユニツト（Ｃ）を
介装する。（第６図及び第７図参照）図中（15）は空調ダクト，ケーブルトレイ貫通孔であ
る。

第８図及び第９図は前記上下動免震ユニツト（Ｃ）の
一実施例の詳細を示し、鋼製函体（16）の内部に油圧ダ
ンパー（17）を中心として、その周囲をゴム製の上下方
向の可撓性を有するベロー（18）で囲繞し、同ベロー
（18）に空気を封入したエアばね（Ｃ′）の外側にエア
予備タンク（19）を配設し、エア連通管（20）で接続し
て構成されている。

而して前記上下動免震ユニツト（Ｃ）の上端は主フレ
ーム（３）に剛結合され、下端は前記ユニツト（Ｃ）の
外周を囲繞する主梁（１）間に配設された鋼板（21）に
結合されている。

図中（22）はエア注入ノズル、（23）はエア注入コツ
クである。

更に前記三次元免震エリア（Ａ）の外周を囲繞する主
梁（１）が交叉する４隅に、前記上下動免震ユニツト
（Ｃ）の隅部を挟んで位置する一双の剛製耐圧バツトレ
ス（24）が、主梁（１）の上面に固定され、同各バツト
レス（24）と前記上下動免震ユニツト（Ｃ）の函体（1
6）との間にベアリングボール（25）が介装されてい
る。

地震時、躯体コンクリート床（７）面の上下震動は前
記したように、一般エリア（Ｂ）ではすべり板（９）、
下部ベアリングボール（10）を介して主梁（１）、従梁
（２）に伝達し、更に床支持サポート（５）を介してフ
リーアクセス床（６）及び同床上の物体に直接伝達する
ので上下震動の減衰はないが、三次元免震エリア（Ａ）
においては、同エリア（Ａ）の外周を囲繞する主フレー
ム（３）の４隅に設けた上下動免震ユニツト（Ｃ）で緩
衝減衰されて主フレーム（３）に伝達される。更に同主
フレーム（３）から従フレーム（２）、床サポート
（５）を介してフリーアクセス床（６）及び同床（６）
上の機器に前記のように緩衝減衰された上下震動や衝撃
が伝達される。

この際、前記上下震動免震ユニツト（Ｃ）の函体（1
6）と前記バツトレス（24）との間にベアリングボール
（25）が介装されているので、フリーアクセス床（６）
が左右不均一の上下震動を受けても床面が水平の状態で
上下震動し、ロツキング状態となることが防止される。

而して三次元免震エリア（Ａ）に配設された上下動免
震ユニツト（Ｃ）は前記したように構成されているの
で、支持重量Ｗはベロー（18）内径による面積Ａと内圧
P₀との積（Ａ×P₀）で決まり、固有周期は内圧P₀のとき
のベローP₀内の体積V_Bとエア予備タンク（19）の体積V_T
との和（V_B＋V_T）によって決まり、小さな容積で長周期
を得ることができ、またフリーアクセス床（６）上の機
器に変更があった場合、その支持荷重に応じた内圧が得
られるようにエア注入ノズル（22）にエアポンプのホー
スを接続し、加圧または減圧して所定高さに調整すれば
よく、その場合でもエアばね（Ｃ′）の固有周期に変化
がない。

躯体コンクリート床（７）面での地震による上下震動
は一般に短周期成分が卓越しているため、短周期の固有
周期を有するばねを用いたのでは共振してしまい、免震
効果が挙らない。このため本実施例においては前記上下
動免震ユニツト（Ｃ）が上下震動や衝撃を緩衝減衰させ
る効果が十分に発揮できるように、長周期が得られる前
記エアばね（Ｃ′）と、減衰吸収機能の高いオイルダン
パー（17）とを併用し、これらを一体ユニツト化したも
のである。

なおダンパーとして、オイルダンパー（17）に替えて
エアダンパーを用いることもできる。

このように前記実施例の床免震構造は、地震による水
平，上下震動や衝撃に対しての免震効果を発揮するもの
であるが、前記免震床構造を、微震動を嫌う超LSI工場
におけるLSI製作機器等の床に利用すれば、車輌の通行
等による振動の如き環境震動に対しても制振効果が発揮
されるものである。

第10図は前記上下動免震ユニツト（Ｃ）の他の実施例
を示し、ベロー（18）内をエアを封入した空気ばね
（Ｃ′）とエア予備タンク（19）とを接続しているエア
連通管（20）に流量調整コツク（26）を介装したことに
よって、空気の移動抵抗によるダンパー機能をもたせ、
オイルダンパーを省略したものである。

図中前記実施例と均等部分には同一符号が附されてい
る。

第11図乃至第14図は前記水平免震ユニツトを円柱ゴム
の水平ばね（12）に替えて、エアばねとエアダンパーま
たはオイルダンパーとより構成した場合を示し、主梁
（１）の交叉部において、躯体コンクリート床（７）上
に配設されたエア予備タンク（27）と前記各主梁（１）
との間に、ベロー（28）にエアが封入されたエアばね
（Ｃ′）が接続され、前記エア予備タンク（27）と主梁
（１）の交叉部との間にオイルダンパーまたはエアダン
パー（29）がピンを介して連結されている。

第12図中（30）はエア予備タンク（27）と前記エアば
ね（Ｃ′）とを接続するエア導通管、（31）はエアばね
（Ｃ′）の端部に設けたシール、（32）はエア注入ノズ
ル、（33）はエア注入コツクである。

図中前記各実施例と均等部分には同一符号が附されて
いる。

〔発明の効果〕

本発明に係る床免震構造は前記したように、床架構を
構成する梁と、同床架構に配設された三次元免震床エリ
アを囲繞するフレームと、前記梁及びフレーム上に床支
持サポートを介してフリーアクセス床を支承してなる床
構造において、前記フレーム周辺における前記梁と前記
躯体コンクリート床との間に水平免震ユニツトを配設
し、且つ前記梁の下面と前記躯体コンクリート床との間
にベアリングボールを介装して水平震動を減衰吸収する
ように構成するとともに、前記三次元免震床エリアを囲
繞するフレームの隅角部とこの外周を囲繞する前記主梁
の下端に配設された鋼板との間に上下震動の減衰吸収機
能を有する上下動免震ユニツトを介装したことによっ
て、従来あまり考慮が払われていなかった地震による上
下方向の強い揺れに対しても、震動を大幅に抑制緩和で
きるフリーアクセス床を提供することができる。

従って電算機室等を計画する際に、重要機器を床上に
おける前記三次元免震床エリアに、他の機器をその他の
エリアに夫々設置すれば、重要な機器やデータが保護さ
れる。しかも本発明によれば構造が簡単なために従来の
免震床に比してあまり変らないコストで施工することが
できる。しかも前記上下動免震ユニツトはその機能を低
下することなく高さを小さくできるので、既存、新設構
造物を問わず、階高にあまり影響を与えることなく施工
できる。

更に本発明は半導体の超精密製造設備等の床に適用す
ると、車輌の通行等による微小な環境振動、或いは設備
より発生する機械振動の防振にも優れた効果を発揮す
る。

請求項２の発明は、前記上下動震動ユニツトを、オイ
ルダンパーと同ダンパーを囲繞するベローとの間にエア
を圧入して構成したエアばねの外側に、連通管を介して
エア予備タンクを接続して構成したことによって、前記
ユニツトの上下方向の固有周期を長くでき、更にオイル
ダンパーで減衰吸収できるので、免震床上の上下応答が
格段に小さくなる。

請求項３の発明は前記上下動免震ユニツトを、ベロー
に空気を封入したエアばねと、エア予備タンクとをエア
流量調整コツクが介装された連通管で接続して構成した
ことによって、オイルダンパーを省略しうるものであ
る。

請求項４の発明は、前記水平免震ユニツトを弾性体か
らなる水平ばねで構成し、構造を著しく簡略しうるもの
であり、地震後、直ちに元の位置に自動復帰するように
したものである。

請求項５の発明は、水平免震ユニツトをエアダンパー
またはオイルダンパーと、エア予備タンクに連通するエ
アばねとから構成したので、前記免震ユニツトの固有周
期が長くでき、ダンパーで減衰吸収できるので免震床上
の水平応答が小さくなる。

請求項６の発明は、前記上下動免震ユニツトの側面
と、床架構に設けた耐圧バツトレスの側面との間に、ベ
アリングボールを介装したことによって、免震床のロツ
キングを防止するようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る床免震構造の一実施例を示す平面
図、第２図及び第３図は夫々第１図の矢視II−II図、並
に矢視III−III図、第４図は水平ばね部分の平面図、第
５図は梁下端部の免震構造部分を示す平面図、第６図は
三次元免震エリアの平面図、第７図は第６図の矢視VII
−VII図、第８図は上下動免震ユニツトの一実施例を示
す平面図、第９図はその縦断面図、第10図は上下動免震
ユニツトの他の実施例を示す縦断面図、第11図は本発明
に係る床免震構造の他の実施例を示す平面図、第12図は
その水平免震ユニツトを示す横断平面図、第13図及び第
14図は夫々第12図の矢視XIII−XIII図並に矢視XIV−XIV
図である。（Ａ）…三次元免震エリア、（Ｃ）…上下動免震ユニツ
ト、（１）…主梁、（２）…従梁、（３）…主フレー
ム、（４）…従フレーム、（５）…床支持サポート、
（６）…フリークアクセス床、（７）…躯体コンクリー
ト床、（10）…ベアリングボール、（12）…水平ばね、
（17）…オイルダンパー、（18）…ベロー、（19）…エ
ア予備タンク、（20）…エア連通管、（21）…主梁の下
端に配設された鋼板、（24）…耐圧バツトレス、（25）
…ベアリングボール、（26）…エア流量調整コツク、
（27）…エア予備タンク、（28）…ベロー、（29）…オ
イルダンパーまたはエアダンパー。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】床架構を構成する梁と、同床架構に配設さ
れた三次元免震床エリアを囲繞するフレームと、前記梁
及びフレーム上に床支持サポートを介してフリーアクセ
ス床を支承してなる床構造において、前記フレームの隅
角部とこの外周を囲繞する前記梁の下端に配設された鋼
板との間に、上下震動の減衰吸収機能を有する上下動免
震ユニツトを介装し、前記フレーム周辺における前記梁
と躯体コンクリート床との間に、水平震動の減衰機能を
有する水平免震ユニツトを配設するとともに、前記梁の
下面と前記コンクリート床との間にベアリングボールを
介装してなることを特徴とする床免震構造。
【請求項２】前記上下動免震ユニツトは、オイルダンパ
ーと同ダンパーを囲繞するベローとの間にエアを圧入し
てなるエアばねの外側に、連通管を介してエア予備タン
クを接続して構成された請求項１記載の床免震構造。
【請求項３】前記上下動免震ユニツトは、ベロー内にエ
アを封入したエアばねと、同エアばねの外側にエア流量
調整コツクが介装された連通管を介して接続されたエア
予備タンクとよりなる請求項１記載の床免震構造。
【請求項４】前記水平免震ユニツトは弾性体からなる水
平ばねである請求項１記載の床免震構造。
【請求項５】前記水平免震ユニツトは、エアダンパーま
たはオイルダンパーとエア予備タンクに連通するエアば
ねとから構成された請求項１記載の床免震構造。
【請求項６】前記上下動免震ユニツトの側面と床架構に
設けた耐圧バツトレスの側面との間にベアリングボール
を介装した請求項１記載の床免震構造。