特許ウォッチ

公開番号2024152048
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023065961
出願日2023-04-13
発明の名称免震構造用の硬化型装置
出願人清水建設株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類F16F 15/04 20060101AFI20241018BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】免震層の過大変位を抑制することができる免震構造用の硬化型装置を提供する。
【解決手段】免震構造用の硬化型装置1は、上部建物と免震構造との間に設置された複数のバネを備え、複数のバネは、上部建物が水平面上の第1方向に変位した際に第1方向に伸縮可能であり、第1方向における上部建物の変位に応じて剛性が変化するように組み合わせられていることを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
上部建物と免震構造との間に設置された複数のバネを備え、
前記複数のバネは、前記上部建物が水平面上の第１方向に変位した際に前記第１方向に伸縮可能であり、前記第１方向における前記上部建物の変位に応じて剛性が変化するように組み合わせられていることを特徴とする免震構造用の硬化型装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記複数のバネは、一部が前記第１方向で重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の免震構造用の硬化型装置。
【請求項３】
前記上部建物と一体的に前記第１方向に沿って往復動することが可能な稼働治具と、
前記バネの両端に取り付けられたバネ側治具と、
前記第１方向のうち前記バネが縮む方向へ前記バネ側治具が移動することを規制するストッパと、
を備え、
前記バネ側治具は、前記稼働治具が静止した静止状態では前記稼働治具とは接触しておらず、前記稼働治具が当接した当接状態では前記バネの付勢力に抗して前記ストッパから離れる方向へと前記第１方向に沿って移動可能であり、
前記静止状態では前記第１方向における前記バネ側治具と前記稼働治具との間のギャップが、前記複数のバネごとに異なり、
前記稼働治具が前記第１方向に変位して前記バネ側治具に当接することによって、前記バネによる剛性が発揮されることを特徴とする請求項１または２に記載の免震構造用の硬化型装置。
【請求項４】
前記複数のバネに含まれるバネの本数に応じて異なる硬化特性を発揮することを特徴とする請求項３に記載の免震構造用の硬化型装置。
【請求項５】
前記複数のバネは、当該硬化型装置の中央に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の免震構造用の硬化型装置。
【請求項６】
前記複数のバネは、
前記上部建物が前記第１方向に変位した際に前記第１方向に伸縮可能であり、前記第１方向における前記上部建物の変位に応じて剛性が変化するように組み合わせられた複数の第１方向バネと、
水平面上における前記第１方向と直交する第２方向に前記上部建物が変位した際に前記第２方向に伸縮可能であり、前記第２方向における前記上部建物の変位に応じて剛性が変化するように組み合わせられた複数の第２方向バネと、を有することを特徴とする請求項３に記載の免震構造用の硬化型装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重バネを使用した免震構造用の硬化型装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
免震構造は、建物の基礎部分に剛性の低い層を導入して建物の固有周期を伸ばすことによって、地震入力時の加速度を低減させ、建物を地震から守る手法である。これに対して、長周期地震が発生した際は免震層の変位が過大となることが危惧される。実際の地震では長周期パルスの発生によって多くの免震建築物が被害を受けることがある。この問題を解決するために、硬化型免震構造が開発された。硬化型免震構造は、免震層の変位が増大するにつれて免震層の剛性を高めることができる方法である。これにより、免震層の変位が大きくなった際には免震層の剛性が上昇するので、過大変位による擁壁の衝突を防ぐことができる。
【０００３】
従来の硬化型免震構造として、変位方向と直交する方向に対してワイヤを張り、そのワイヤと、端部に設置したバネとを備える装置が知られている。ところが、地震が発生した際、実際の建物は縦方向のみならず横方向にも揺れる。このことから、従来の装置を実建物へ適用する際は、ワイヤを縦横へ複雑に張る必要があり、免震層に大きなスペースを必要としていた。
【０００４】
また、単一方向に作用する硬化型免震構造として、非特許文献１と非特許文献２とには、硬化型装置を実現する方法が開示されている。この硬化型装置では、制御対象となる質量に対してワイヤを通して端部の皿バネが固定されている。ワイヤは、皿バネ中に設置した内部シリンダと連結されている。この内部シリンダは、皿バネの先端部にあるキャップに連結されており、制御対象となる建物が振動することによってワイヤおよび内部シリンダを通してキャップが引っ張られ、皿バネが圧縮される。皿バネが圧縮されることにより、復元力を生じ、建物の振動を抑制することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
鈴木瑛大、渡辺宏一、宮本皓、射場淳、石井建、菊地優、硬化型復元力と回転慣性質量を組み合わせた過大変位抑制型免震構造に関する基礎的研究（その４）大型免震試験体と解析モデル概要、日本建築学会年次大会（東海）、２０２１、Ｎｏ：２１２７０
渡辺宏一、中井正一：硬化型復元力特性を有する部材により耐震補強した多層骨組の振動特性、日本建築学会構造系論文集７８（６８７）、９３１－９３８，２０１３－０５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献２に記載の構成は、１方向のみに効力を発揮する装置であるが、実際の建物には地震による振動がＸ方向およびＹ方向から入力するため、実用化のためには、２方向に効力を発揮する装置が必要不可欠となる。その結果、ワイヤを複雑に張る必要があり、多くのスペースを必要とする点が問題となっていた。
【０００７】
また、通常、建物の応答変位と加速度とはトレードオフの関係にある。免震構造は、変位を犠牲にすることによって加速度を抑え、これにより建物全体を守る方式である。しかしながら、免震層の変位が過大となると、擁壁の衝突や免震部材の破損を招く虞がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、免震層の過大変位を抑制することができる免震構造用の硬化型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る免震構造用の硬化型装置は、上部建物と免震構造との間に設置された複数のバネを備え、前記複数のバネは、前記上部建物が水平面上の第１方向に変位した際に前記第１方向に伸縮可能であり、前記第１方向における前記上部建物の変位に応じて剛性が変化するように組み合わせられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る免震構造用の硬化型装置は、上述した発明において、前記複数のバネは、一部が前記第１方向で重なる位置に配置されていることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許