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技術 構造物用多面スライド支承装置

出願人 株式会社ビービーエム株式会社美和テック株式会社カイモン
発明者 合田裕一
出願日 2018年8月6日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2018-147337
公開日 2020年2月13日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-023781
状態 未査定
技術分野 橋または陸橋
主要キーワード 相対的スライド 水平応力 摩擦減衰 スライド支 低摩擦材 セットボルト 大規模地震 中小規模
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年2月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

震度地震に対する安定した地震エネルギー低減効果巨大地震にたいしても大きなブレーキがかかる構造物用多面スライド支承装置の提供。

解決手段

部部材6と下部部材4の間に配置されて、上下に上連結鋼板8、下連結鋼板9が一体化された回転吸収弾性部材7を備え、上部部材6又は下部部材4の一方を上部構造側又は下部構造側に固定し、固定された上部部材6又は下部部材4に回転吸収弾性部材7の上連結鋼板8又は下連結鋼板9を固定し、固定されない回転吸収弾性部材7の上連結鋼板8又は下連結鋼板9と面接触する固定されない上部部材6又は下部部材4との間に水平全方向スライド可能な第一スライド面11を形成し、固定されていない上部部材6又は下部部材4と間に水平全方向スライド可能な第二スライド面12を形成し、第一スライド面11と第二スライド面12の摩擦係数を異なるように設定する。

概要

背景

構造物免震又は制震支承装置として、上部構造下部構造の間に上下面をスライド面としたスライド部材を配置し、上下スライド面の摩擦減衰により地震エネルギーを低減する構造物用多面スライド支承が提案されている。

概要

震度地震に対する安定した地震エネルギー低減効果巨大地震にたいしても大きなブレーキがかかる構造物用多面スライド支承装置の提供。上部部材6と下部部材4の間に配置されて、上下に上連結鋼板8、下連結鋼板9が一体化された回転吸収弾性部材7を備え、上部部材6又は下部部材4の一方を上部構造側又は下部構造側に固定し、固定された上部部材6又は下部部材4に回転吸収弾性部材7の上連結鋼板8又は下連結鋼板9を固定し、固定されない回転吸収弾性部材7の上連結鋼板8又は下連結鋼板9と面接触する固定されない上部部材6又は下部部材4との間に水平全方向スライド可能な第一スライド面11を形成し、固定されていない上部部材6又は下部部材4と間に水平全方向スライド可能な第二スライド面12を形成し、第一スライド面11と第二スライド面12の摩擦係数を異なるように設定する。

目的

本発明は、前記従来技術の持つ問題点を解決する、構造が簡単で、地震時に作用する全方向の水平変位に対してスライド可能で、スライド面のスライド開始時の反力を減少させ、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震にたいしても大きなブレーキがかかる構造物用多面スライド支承装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

構造物上部構造の下側に配置される上部部材と、構造物の下部構造の上側に配置される下部部材と、上部部材と下部部材の間に配置される上下に上連結鋼板、下連結鋼板が一体化された回転吸収弾性部材と、を備え、上部部材又は下部部材の一方を上部構造又は下部構造に固定し、固定された上部部材又は下部部材に回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板を固定し、固定されない回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板と面接触する固定されない上部部材又は下部部材との間に水平全方向スライド可能な第一スライド面を形成し、固定されていない上部部材又は下部部材と面接触する上部構造又は下部構造との間に水平全方向スライド可能な第二スライド面を形成し、第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を異なるように設定することを特徴とする構造物用多面スライド支承装置。

請求項2

第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の小さいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第一スライド制限部材を設け、第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の大きいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第二スライド制限部材を設けることを特徴とする請求項1に記載の構造物用多面スライド支承装置。

請求項3

第一スライド制限部材と第二スライド制限部材の内壁に上部部材又は下部部材の衝突による衝撃を緩和する弾性材からなる緩衝部材を配置することを特徴とする請求項1又は2に記載の構造物用多面スライド支承装置。

請求項4

第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を0.005〜1.00の範囲で設定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の構造物用多面スライド支承装置。

技術分野

0001

本発明は、建築物橋梁等の構造物上部構造下部構造との間に配置される構造物用多面スライド支承装置に関する。

背景技術

0002

構造物の免震又は制震支承装置として、上部構造と下部構造の間に上下面をスライド面としたスライド部材を配置し、上下スライド面の摩擦減衰により地震エネルギーを低減する構造物用多面スライド支承が提案されている。

先行技術

0003

特許文献1:特開2001−140976号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来の構造物用多面スライド支承は、構造が複雑であり、部品点数も多く、製造コストも高価になるという問題を有する。また、地震時の相対変位に対してスライドを開始する際の反力は、連続スライド字に比較し20〜30%増加する。このスライド開始時の増大した反力により、連続スライド時の反力によって設計された取付ボルト等の部品が破損するという問題が発生する。

0005

また、発生回数の多い低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と、巨大地震に対する大きな免震が可能な構造物用多面スライド支承が要求されている。

0006

さらに、地震時の相対変位に対して上部構造又は下部構造への地震エネルギーの伝達に時間差を持たせ応答加速度を低減させることが可能な構造物用多面スライド支承が要求されている。

0007

本発明は、前記従来技術の持つ問題点を解決する、構造が簡単で、地震時に作用する全方向の水平変位に対してスライド可能で、スライド面のスライド開始時の反力を減少させ、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震にたいしても大きなブレーキがかかる構造物用多面スライド支承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

0008

本発明の構造物用多面スライド支承装置は、前記課題を解決するために、構造物の上部構造の下側に配置される上部部材と、構造物の下部構造の上側に配置される下部部材と、上部部材と下部部材の間に配置される上下に上連結鋼板、下連結鋼板が一体化された回転吸収弾性部材と、を備え、上部部材又は下部部材の一方を上部構造側又は下部構造側に固定し、固定された上部部材又は下部部材に回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板を固定し、固定されない回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板と面接触する固定されない上部部材又は下部部材との間に水平全方向スライド可能な第一スライド面を形成し、固定されていない上部部材又は下部部材と面接触する上部構造又は下部構造との間に水平全方向スライド可能な第二スライド面を形成し、第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を異なるように設定することを特徴とする。

0009

また、本発明の構造物用多面スライド支承知装置は、第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の小さいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第一スライド制限部材を設け、第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の大きいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第二スライド制限部材を設けることを特徴とする。

0010

また、本発明の構造物用多面スライド支承装置は、第一スライド制限部材と第二スライド制限部材の内壁に上部部材又は下部部材の衝突による衝撃を緩和する弾性材からなる緩衝部材を配置することを特徴とする。

0011

また、本発明の構造物用多面スライド支承装置は、第一スライド面と第二スライド面面の摩擦係数を0.005〜1.00の範囲で設定することを特徴とする。

発明の効果

0012

構造物の上部構造の下側に配置される上部部材と、構造物の下部構造の上側に配置される下部部材と、上部部材と下部部材の間に配置される上下に上連結鋼板、下連結鋼板が一体化された回転吸収弾性部材と、を備え、上部部材又は下部部材の一方を上部構造側又は下部構造側に固定し、固定された上部部材又は下部部材に回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板を固定し、固定されない回転吸収弾性部材の上連結鋼板又は下連結鋼板と面接触する固定されない上部部材又は下部部材との間に水平全方向スライド可能な第一スライド面を形成し、固定されていない上部部材又は下部部材と面接触する上部構造又は下部構造との間に水平全方向スライド可能な第二スライド面を形成し、第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を異なるように設定することで、地震時の水平変位に対して第一スライド面と第二スライド面が時間差をおいてスライドを開始するので、スライド開始時の反力を減少することが可能となり、応答加速度を低減することが可能となる。また、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震に対して大きなブレーキ効果が可能となる。
第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の小さいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第一スライド制限部材を設け、第一スライド面と第二スライド面の内、摩擦係数の大きいスライド面の水平全方向のスライドを一定に制限する第二スライド制限部材を設けることで、小規模地震に対しても、巨大地震にたいしても安定して地震エネルギーを減衰することが可能となる。
第一スライド制限部材と第二スライド制限部材の内壁に上部部材又は下部部材の衝突による衝撃を緩和する弾性材からなる緩衝部材を配置することで、衝突によるスライド制限部材の損傷を防止する。
第一スライド面と第二スライド面の摩擦係数を0.005〜1.00の範囲で設定することで、要求される応答加速度の低減幅に対応することが可能となる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の実施形態を示す図である。
本発明の実施形態を示す図である。
本発明の実施形態を示す図である。
本発明の実施形態を示す図である。

実施例

0014

本発明の実施携帯を図により説明する。図1図2図3は、本発明の構造物用多面スライド支承装置の一実施形態を示す図である。

0015

構造物用多面スライド支承装置1は、建築物、橋梁等の構造物の下部構造2と上部構造3の間に配置される。

0016

図に示される実施形態では、下部構造2上には、下部部材4がアンカーボルト5により固定される。上部構造3の下に上部部材6が固定されずに配置される。

0017

上部部材6と下部部材4の間に、上部に上連結鋼板8、下部に下連結鋼板9を加硫成形により一体化したゴム等の材料で形成される回転吸収弾性部材7配置される。

0018

回転吸収弾性部材7の下連結鋼板9は下部部材4に固定ボルト10で固定される。回転吸収弾性部材7の上連結鋼板8と固定されていない上部部材6の下面が面接触し、上部部材6が水平全方向の変位に対してスライドする第一スライド面11を形成する。

0019

固定されていない上部部材6の上面と上部構造3の下面が面接触し、上部部材6が水平全方向の変位に対してスライド可能な第二スライド面12を形成する。

0020

上部部材6の下面と上面には、ポリテトラフルオロエチレン等の低摩擦材13を配置する。上部構造3の下面及び上連結鋼板8の表面にステンレス等の低摩擦材を配置するのが望ましい。

0021

第一スライド面11と第二スライド面12の摩擦係数は、0.005〜1.00の範囲で設定される。第一スライド面11と第二スライド面12の摩擦係数は、応答加速度を低減したい側の摩擦係数を他方のスライド面の摩擦係数より大きく設定する。例えば、上部構造3の応答加速度を低減したい場合は、第二スライド面12の摩擦係数を第一スライド面11の摩擦係数より大きく設定する。第一スライド面11と第二スライド面12の摩擦係数の大きさの差は、要求され応答加速度の低減幅により設定する。

0022

図に示す実施形態では、上部部材6を固定せず全方向にスライド可能にしているが、上部部材6を上部構造3の下にセットボルト等で固定し、回転吸収弾性部材7の上連結鋼板8を上部部材6に固定し、下部部材4を固定しないで水平全方向にスライド可能にしても良い。

0023

下部部材4を固定せず水平全方向にスライド可能にする場合、下部部材4の上面と回転吸収弾性部材7の下連結鋼板9が面接触して水平全方向にスライド可能な第一スライド面11を形成し、下部部材4の下面と下部構造2の上面が面接触して水平全方向にスライド可能な第二スライド面12とする。

0024

摩擦係数の小さい第一スライド面11での上部部材6の水平全方向のスライドを一定範囲に制限するために、下部部材4又は下部構造2に上部部材6の水平全方向のスライドを一定範囲に制限する第一スライド制限部材14を上部部材6の全周を囲むように固定する。第一スライド制限部材14の内壁に上部部材6の衝突による衝撃を吸収するゴム等の材料で形成される緩衝部材15を配置する。

0025

摩擦係数の大きい第二スライド面12での上部材6の水平全方向のスライドを一定範囲に制限するために、上部構造3に上部部材6の水平全方向のスライドを一定範囲に制限する第二スライド制限部材16を上部部材6の全周を囲むようにセットで固定する。第二スライド制限部材16の内壁に上部部材6の衝突による衝撃を吸収するゴム等の材料で形成される緩衝部材15を配置する。

0026

図3に示すように、摩擦係数の大きい第二スライド面12での上部部材6の水平全方向のスライドを制限する第二スライド制限部材16を、摩擦係数の小さい第一スライド面11での上部部材6水平全方向のスライドを制限する第一スライド制限部材14の外側に配置する。

0027

このように構成された構造物用多面スライド支承装置1の作用について説明する。

0028

地震時、構造物用多面スライド支承装置1に地震時に水平応力が付加されると、摩擦係数の小さい第一スライド面11を介して上部部材6が下部部材4に対して相対的にスライドを開始し、上部部材6が第一スライド制限部材14に達すると、摩擦係数の大きい第二スライド面12を介して上部部材6が相対的にスライドを開始する。

0029

発生頻度の多い中小規模の地震の場合、上部部材6の摩擦係数の小さい第一スライド面11での水平全方向のスライドで地震エネルギーを減衰する。上部部材6の摩擦係数の大きい第二スライド面12でのスライドが開始するまで上部構造3は上部部材6と一体に動くため上部構造3には地震エネルギーは伝達されない。

0030

ベルクラスの巨大地震の場合、上部部材6は、第一スライド制限部材14に衝突する。第一スライド制限部材14の内壁には、上部部材6の衝突による衝撃を緩和する緩衝部材15が配置されているので上部部材6の衝突により第一スライド制限部材14が破壊されない。

0031

上部部材6が第一スライド制限部材14に達すると、摩擦係数の大きい第二スライド面12を介した上部部材6の水平全方向の相対的スライドを開始し、大幅に地震エネルギーを緩和することが可能となる。

0032

地震時の水平変位に対して、上部部材6の第一スライド面11と第二スライド面12を介したスライドが時間差をおいて開始されるのでするので、上部部材6が第一スライド面11及び第二スライド面12を介して同時にスライドを開始した場合に比較し、スライド開始時の反力を減少することが可能となる。

0033

また、上部部材6が第一スライド面11と第二スライド面12を介したスライドが時間差をおいて開始するので、上部構造3の応答加速度を低減することが可能となる。

0034

本発明の構造物用多面スライド支承装置1によれば、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震に対して大きなブレーキ効果が可能となる。

0035

図4は、構造物用多面スライド支承装置の作用、効果について説明する図である。地震時、構造物用多面スライド支承装置1に地震時に水平応力が付加されると、上部部材6が摩擦係数の小さい第一スライド面11を介して下部部材4に対して相対的にスライドを開始し、上部部材6が第一スライド制限部材14に達すると、上部部材6が摩擦係数の大きい第二スライド面12を介して相対的にスライドを開始する。レベル1クラスの小規模変位の地震に対しては、摩擦係数の小さい第一スライド面11での相対的スライドにより上部部材6が第一スライド制限部材14に達するL1の距離のスライドで吸収する。

0036

レベル2クラスの大規模地震の変位に対しては、上部部材6が摩擦係数の小さい第一スライド面11を介したスライドにより第一スライド制限部材14に達し、摩擦係数の大きい第二スライド面12を介して相対的スライドが開始し、上部部材6が第二スライド制限部材16に達するL2の距離のスライドで吸収する。

0037

以上のように、本発明の構造物用多面スライド支承装置1によれば、地震時の水平変位に対して第一スライド面11、第二スライド面12を介したスライドが時間差をおいてスライドを開始するので、スライド開始時の反力を減少することが可能となり、応答加速度を低減することが可能となる。また、低震度の地震に対する安定した地震エネルギー低減効果と巨大地震に対して大きなブレーキ効果が可能となる。

0038

1:構造物用多面スライド支承装置、2:下部構造、3:上部構造、4:下部部材、5:アンカーボルト、6:上部部材、7:回転吸収弾性部材、8:上連結鋼板、9:下連結鋼板、10:固定ボルト、11:第一スライド面、12:第二スライド面、13:低摩擦材、14:第一スライド制限部材、15:緩衝材、16:第二スライド制限部材、17:セットボルト

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