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JPH08319732A - 構造物用3次元免震装置 - Google Patents

構造物用3次元免震装置

Info

Publication number
JPH08319732A
JPH08319732A JP15972895A JP15972895A JPH08319732A JP H08319732 A JPH08319732 A JP H08319732A JP 15972895 A JP15972895 A JP 15972895A JP 15972895 A JP15972895 A JP 15972895A JP H08319732 A JPH08319732 A JP H08319732A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dimensional
seismic isolation
vibration
dimensional seismic
vibration absorbing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15972895A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Yoshimoto
義則 吉本
Masahiro Yoshimoto
昌広 吉本
Takeshi Hatanaka
武史 畑中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ALEX DENSHI KOGYO KK
YOSHIMOTOGUMI KK
Original Assignee
ALEX DENSHI KOGYO KK
YOSHIMOTOGUMI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ALEX DENSHI KOGYO KK, YOSHIMOTOGUMI KK filed Critical ALEX DENSHI KOGYO KK
Priority to JP15972895A priority Critical patent/JPH08319732A/ja
Publication of JPH08319732A publication Critical patent/JPH08319732A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縦揺れと横揺れが同時に発生したときの3次
元振動を効果的に減衰させるだけでなく、上下方向また
は水平方向の微震動あるいは中規模の振動を効果的に減
衰させることのできる3次元免震装置を提供することを
目的とする。 【構成】 3次元免震材(16)と振動吸収部材(1
8、18´)とにより3次元免震装置(10、10´)
を構成し、3次元免震材が複数の3次元振動減衰部(2
0a)と複数の薄肉直結部(20c)とを備え、振動吸
収部材が軸方向に延びる複数の凹状偏位部(22b)と
3次元免震材の孔部に係合する複数の凸状偏位部を有す
るスリーブ状弾性部材(22)を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種構造物を地震から保
護するための免震装置に関し、さらに詳しくは、3次元
免震装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、特公平4−19407号にはゴム
と補強材とを交互に積層した積層ゴムの中空部に密封さ
れた鉛柱からなるエネルギー吸収部の振動による早期劣
化を防ぐために、鉛柱と積層ゴムとの間に金属性スパイ
ラルバネから拘束部材を配置した構造が提案されてい
る。この種の免震装置は大地震の横揺れに対しては効果
的である。また、特開平4−221142号には鉛柱の
外周の一部に粘性弾性体を配置して広範囲の地震の振動
に対して減衰効果を発揮する方式の免震装置が示されて
いる。神戸海洋気象台で記録された1995年1月17
日の阪神大震災の地震波によれば、大地震の時に縦揺れ
(上下動)と横揺れ(水平動)が同時に発生して、揺れ
始めから1〜2秒の瞬間に衝撃的な破壊エネルギーが最
大となって被害が増大したことがわかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の免震装置は水平
方向の振動を減衰する点においては効果的であるが、衝
撃的な縦揺れは充分に吸収することができない。さら
に、エネルギー吸収部の外周または金属性拘束部材の外
周がゴム積層体の孔部に直接系合しているために、下部
取付板に伝達された水平方向の微震動または中規模の振
動はゴム積層体の補強板及びエネルギー吸収部を介して
上部取付板に伝達されて、これらの振動に対してはあま
り免震効果が得られないという欠点があった。
【0004】本発明の目的は縦揺れと横揺れが同時に発
生したときの3次元振動を効果的に減衰させるだけでな
く、上下方向または水平方向の微震動あるいは中規模の
振動を効果的に減衰させることのできる3次元免震装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、3次元免震
装置において、円周方向に形成された複数の3次元振動
減衰部と、3次元振動減衰部に隣接していて3次元振動
時に3次元振動減衰部の横方向変異を許容させるための
空間を造る複数の薄肉連結部とからなる弾性体と、弾性
体に対して交互に積層された補強板とからなっていて中
央に孔部を有する3次元免震材と、3次元免震材の孔部
に配置された振動吸収部材とを備え、振動吸収部材が軸
方向に延びる複数の凹状偏位部と3次元免震材の孔部に
系合する複数の凸状偏位部を備えたスリーブ状弾性部材
と、スリーブ状弾性部材の中央部に配置された剛性体と
を備えることによって達成される。
【0006】さらに上記目的は、3次元免震装置におい
て、円周方向に形成された複数の3次元振動減衰部と、
3次元振動減衰部に隣接していて3次元振動時に3次元
振動減衰部の横方向偏位を許容させるための空間を作る
複数の薄肉直結部からなる弾性体と、弾性体に対して交
互に積層された補強板とからなっていて、中央に孔部を
有する3次元免震材と、3次元免震材の孔部に配置され
た振動吸収部材とを備え、振動吸収部材が軸方向に延び
る複数の凹状偏位部と3次元免震材の孔部に係合する複
数の凸状偏位部を備えたスリーブ状弾性部材と、スリー
ブ状弾性部材の中央部に配置された剛性体とを備え、3
次元振動減衰部の半径方向長さwがその厚みtよりも大
きく、しかも、薄肉直結部の半径方向長さsがwより小
さいことによって達成される。
【0007】
【作用】大規模地震において縦揺れと横揺れの振動が同
時に発生すると、3次元免震装置の3次元振動減衰部と
振動吸収部材で衝撃エネルギーを効率的に減衰する。ま
た、微震動または中規模の水平方向振動が免震装置に加
えられた場合は、免震材の水平方向振動が水平吸収部材
により吸収されて優れた免震効果を発揮する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の3次元免震装置の一実施例を示
す。3次元免震装置10は上部取付板12と下部取付板
14との間に配置されていて、3次元免震材16とダン
パーとして作用する振動吸収部材18とを備える。3次
元免震材16は複数のゴム等の弾性体20と複数の補強
板21とを交互に積層した構造になっていて、上下動及
び水平動の振動を減衰させる特殊構造となっている。す
なわち、弾性体20の各々は複数の円周方向に形成され
た3次元振動減衰部20aと、これらに隣接して形成さ
れた薄肉直結部20bとを有する。3次元振動減衰部2
0aは弾性体20の外周部、中央部及び内周部に連続的
にまたは断続的に形成される。薄肉直結部20bは振動
減衰部20aに連結していて、これら振動減衰部20a
が3次元振動すなわち上下動と水平動の衝撃力が同時に
加えられたときの3次元方向の変形を許容するための空
間20cを有する。弾性体20の外周には防火剤コーテ
ィング層20dが形成してある。3次元免震材16は中
央に孔部16aを有し、そこに振動吸収部材18が配置
してある。
【0009】振動吸収部材18はスリーブ状ゴム弾性部
剤22と、大地震における弾性体20の機能を効果的に
発揮させると共に弾性体20の遮断力による破壊を効果
的に防ぐには3次元振動減衰部の半径方向長さwがその
厚みtよりも大きく、しかも、薄肉直結部20bの空間
の半径方向長さsがwよりも小さいように選択すると良
い。その中央部に配置された金属パイプ又は鉛柱からな
る剛性体24とを備える。剛性体24とエネルギー吸収
素子26、28の機能は構造物の重量を安全かつ硬い鉛
直剛性体で支承するためのものである。ゴム剛性部材2
2は免震材16の孔部16aに係合する複数の凸状偏位
部22aと、凸状偏位部22aの半径方向内側に形成さ
れた複数の凹状偏位部22bとを有する。弾性部材22
の上下面は軸方向圧縮しろを提供するための傾斜面22
cを備えると共に、それぞれ上部取付板12と下部取付
板14に当接している。弾性部材22及び弾性体20の
ゴム硬度は40〜70程度であり、前者は後者よりも高
いゴム硬度を有するように選択される。すなわち、弾性
体20のゴム硬度が50のとき、弾性部材22は55〜
65のゴム硬度を有するのが望ましい。剛性体24は弾
性部材22の中央部に圧入されていて、両端には弾性部
材22よりも高いゴム高度の弾性体または鉛体からなる
エネルギー吸収素子26,28が配置されている。この
ことにより、振動吸収部材18が上下動の振動の減衰効
果を発揮する。
【0010】弾性体20および弾性部材22は、たとえ
ばイソプレンゴム、エチプロピレンゴム、ニトリルゴ
ム、ブチルゴム、天然ゴム、シリコンゴム、ポリウレタ
ン等のゴム材料や、ゴム材料にグラファイト、カーボン
ブラック、アスファルト等の充填剤を配合したものある
いは、発泡ウレタン等のスポンジ状材料等が用いられ
る。特に免震材の鉛直方向の荷重に対してクリープ量を
小さくして安定したクリープ特性を持たせるためには、
軟化剤を添加しないで天然ゴムまたはイソプレンゴムに
カーボンブラックをゴム100重量部に対して20重量
部以下の割合で配合すると良い。又、弾性材20の少な
くとも外周または全面全体に防火材コーティング層20
dを形成するとゴム体の早期劣化が防止できる。
【0011】上記構成において、3次元免震装置10の
下部取付板14に地震の縦揺れと横揺れの衝撃エネルギ
ーが同時に伝達されたときは、3次元免震材16の複数
の3次元振動減衰部20aと振動吸収部18とがこの衝
撃エネルギーに応じて変形して上下動・水平動の振動を
減衰する。次に、横揺れにより大きな水平変異が免震装
置10に作用すると、3次元免震材16に剪断変形が生
じる。この時、免震材16の振動減衰部20aは圧縮さ
れながら水平方向に変形する。この水平変異に伴って振
動吸収部材18も免震材16の孔部16a内で変形す
る。水平変異が大きくなればなるほど弾性部材22の凸
状偏位部22aが剛性体24と免震材16との間で変形
・圧縮されて復元力が最大となる。このように、弾性部
材22と剛性体24の相乗効果により、免震材16が剪
断変形を受けて水平変異が生じたとき、ある変形量以上
には進行しない。微震動ないし中規模の地震があったと
きは、上下振動に対しては剛性体24の両端に配置され
たエネルギー吸収素子26,28と弾性部材22により
減衰効果を発揮し、下部取付板14から免震材16に伝
達された水平振動に対しては免震材16の水平動が振動
吸収部材18の凸状偏位部22aの弾性変形により減衰
される。
【0012】図3は本発明の望ましい実施例の3次元免
震装置10´を示し、図1、2と同一部品には同一符号
が使用されている。図3において、振動吸収部材18´
はゴム弾性部材22と、ボルトからなる剛性体30とを
備え、ボルト30はそれぞれワッシャ31、33を介し
てナット32、34により固定されている。上部取付板
12及び下部取付板14はそれぞれ中央部にボルト30
に対してクリアランスを与えるようにラージ・ボア12
a、14aを備えている。その他は第一実施例と同一な
ので説明を省略する。
【0013】
【発明の効果】この発明では免震材に3次元振動減衰部
を有する弾性体を採用すると共に、ダンパーとして特殊
構造の弾性部材と剛性体の組合せ構造を採用したため
に、微震動から中・大規模地震までの上下動・水平動の
振動を効果的に分散・吸収して振動の伝播を減衰させ
る。また、大地震時の大変形のとき、振動吸収部材の剛
性体は直接免震材の孔部と接触しないため、大きな水平
変異が生じたときでも剪断破壊しないため、安全性が高
い。さらに、免震装置の構造が簡単であるため、製造コ
ストを低く抑えることが可能であり、作業性も著しく改
善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の3次元免震装置の望ましい実施例を
示す断面図である。
【図2】 図1のII−II線図における免震装置の断
面図である。
【図3】 本発明の3次元免震装置の望ましい第二実施
例を示す断面図である。
【符号の説明】
12 上部取付板 14 下部取付板 16 3次元免震材 18 振動吸収部材 20 弾性体 21 補強板 22 弾性部材 24 剛性体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円周方向に形成された複数の3次元振動
    減衰部を許容させるための空間を造る複数の薄肉連結部
    とからなる弾性体と、弾性体に対して交互に積層された
    補強板とからなっていて、中央に孔部を有する3次元免
    震材と、3次元免震材の孔部に配置された振動吸収部材
    とを備え、振動吸収部材が軸方向に延びる複数の凹状偏
    位部と3次元免震材の孔部に系合する複数の凸状偏位部
    を備えたスリーブ状弾性部材と、スリーブ状弾性部材の
    中央部に配置された剛性体とから成る3次元免震装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、弾性体が防火剤コー
    ティング層を有する3次元免震装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、剛性体の少
    なくとも一端に振動吸収素子が配置されている3次元免
    震装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2において、剛性体がボ
    ルトよりなる3次元免震装置。
  5. 【請求項5】 円周方向に形成された複数の3次元振動
    減衰部と、3次元振動減衰部に隣接していて3次元振動
    時に3次元振動減衰部の横方向偏位を許容させるための
    空間を造る複数の連結部とからなる弾性体と、弾性体に
    対して交互に積層された補強板とからなっていて、中央
    に孔部を有する3次元免震材と、3次元免震材の後部に
    配置された振動吸収部材とを備え、振動吸収部材が軸方
    向に延びる複数の凹状偏位部と3次元免震材の孔部に系
    合する複数の凸状偏位部を備えたスリーブ状弾性部材
    と、スリーブ状弾性部材の中央部に配置された剛性体を
    備え、3次元振動減衰部の半径方向長さwがその厚みt
    よりも大きく、しかも、薄肉直結部の空間の半径方向長
    さsがwより小さいことを特徴とする3次元免震装置。
JP15972895A 1995-05-24 1995-05-24 構造物用3次元免震装置 Pending JPH08319732A (ja)

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